2001年4月7日：美国发射“奥德赛”火星探测器，标志着美国火星探测计划重新启动。2002年，“奥德赛”发现火星表面和近地表层中可能有丰富的冰冻水，但这一问题目前存在争议。

　　2003年6月10日：携带“勇气”号火星车的美国“火星探测流浪者”号探测器发射升空，2004年1月3日在火星表面成功着陆。

　　2007年2月25日：欧洲航天局的“罗塞塔”彗星探测器靠近火星飞行，顺利完成利用火星引力调整飞行速度和轨道的任务。

　　2007年8月4日：美国发射“凤凰号”探测器，它在火星北极区域登陆后收集了冰样，而且还发现火星表面土壤的化学成分与海水非常类似。11月10日后“凤凰号”与地面失去联系。