火星探測的方式主要包括遙感探測和著陸探測兩種。遙感探測主要透過軌道器實現，目的是對火星表面開

展全球性遙感；著陸和巡視探測主要透過著陸器和火星車來實現，目的是對火星表面重點地區開展定點精細探測，並尋找火星曾經或現在存在生命的證據。

軌道器飛行在火星大氣層之外，技術上相對容易一些。而如果是火星車或著陸器，則需要穿過火星大氣層才能“踏”上火星表面，這期間需要經歷驚心動魄、生死攸關的一幕。

探測器從130多公里的高空進入火星大氣，時速高達21000公里（每秒5.9公里），要在短短七分鐘的時間內，讓探測器的速度降至零，從而實現安全著陸。這也是所有火星探測任務中技術難度最大、失敗機率最高的關鍵時刻，被稱為“黑色七分鐘”。

火星也有大氣，雖然比地球大氣要稀薄，探測器高速進入火星大氣後，與大氣劇烈摩擦產生高溫，將探測器周圍大氣電離，等離子體會阻斷電磁波傳播，這在地球大氣中也同樣存在，飛船再入大氣層時會有幾分鐘與外界隔絕通訊，這種現象稱為黑障。