关于火星，曾有这样一个故事：有古人希望一位著名的天文学家用500字来回答火星上是否有生命，他得到的答复则是重复了250遍的无人知道。在太阳系里，这个最类似地球的星球引起了一代又一代的地球人孜孜不倦的探索。
那么，人类是怎样一步步地观察、探索火星呢？火星在古代的中国被叫做“荧惑”。在古希腊神话中，战神马尔斯是战争与毁灭的化身。火星的微红色很自然地让人联想到战争的血与火，于是火星被古人视为战争的象征。至今，英语中火星仍叫“马尔斯”(Mars)。而且，当时人们已注意到火星在天空中的运动轨迹十分复杂，亮度也时常变化。
其实，火星并不如人们想象的那样美妙，它的表面满目荒凉，基本情况就是干旱。表面75%由硅酸盐、褐铁矿等铁氧化物构成的沙漠。火星的红色就来自这些铁的氧化物的颜色。火星赤道附近中午温度20℃左右，昼夜温差则超过lOO℃。火星有沙尘暴。当火星上发生沙尘暴的时候，就看不清火星了。火星的平均温度在-50℃。地球离太阳有1.5亿千米。这就是一个天文单位。而火星离太阳的距离有1.6个天文单位。因而，火星的温度很低是顺理成章的了。
16-17世纪之交，天文学家第谷试图弄清火星是如何运行。后来，他的弟子开普勒充分研究了第谷留下的资料，破晓天体运行的规律，提出著名的开普勒第一定律。并且，猜测出火星有两颗卫星。他的猜测于1887年由美国天文学家阿萨夫·霍尔得到了证实。霍尔发现了两颗火星卫星，以古希腊神话中战神之子的名字命名为“福波斯”(Phobos)与“德莫斯”(Deimos)。
17世纪，荷兰学者惠更斯利用望远镜描绘出第一幅大面积的火星图。根据这个特征，惠更斯得知火星自转一周的时间与地球几乎相等。通过研究火星上的地表特征。1666年，卡西尼测出了火星的自转周期。1781年，英国天文学家、天王星的发现者威廉·赫歇尔首先推测火星自转轴倾斜，精确测定倾斜角的结果是23°59′，与地球的倾斜角很是接近(23°27′)。这表明火星也有同地球一样的四季。
1877年，意大利的天文学家斯基帕雷利宣布在火星上发现了河道，即自然形成的流水沟槽，并以地球上大河的名字来命名。但是不久之后他的成果被翻译成英语时，“水道”被误译为“运河”。人们认为，既然是运河，那么一定是火星人开凿的。于是，火星上存在着生命的说法不胫(jìng)而走。不久后，甚至还出现了火星运河学说，火星观测史上一个“奇怪的时代”开始了。后来，导致不少描写火星人的科幻作品和影视的出现。
但是，科学界并不看好这个。些科学家对其发出质疑。在怀疑火星运河学说的科学家中，最著名的要数前面提到的霍尔和另一位美国天文学家巴纳德。大家各抒己见，争论不休。20世纪的中叶，经过多方的论证，火星上不可能存在着生命的论点已经被很多人接受。现在，时间已经进入21世纪，随着火星发现冰的最新报道，人们开始了对火星上无生命的观点的重新审视。
自1960年以来，人类已向火星发射了30艘无人飞船，对火星进行了详细的研究，总成功率为40%。前苏联在1960年10月10日向火星发射了世界上第一艘无人飞船，但来到火星即失踪。到1988年为止，前苏联共发射了l5艘飞船，失败了11次，只有4艘飞船成功到达火星并取得了一些数据。俄罗斯只在l996年发射了一艘“火星96”飞船，其中5艘在到达火星后或在途中出了问题，其他8艘均成功到达，并送回了大量数据资料。“海盗”l号和“海盗”2号以及“火星探路者”则成功地在火星表面登陆。日本在1998年7月4日发射过一艘火星探测飞船，由于推进器出问题推迟了到达火星的时间，随后便围绕太阳运转，成了一颗在太空长期漂泊的小行星。火星面貌仍然扑朔迷离。1999年美国火星探测船接连两次失败更是给火星探索计划蒙上一层厚厚的阴影，甚至失去了美国政府的支持，直到这次美国宇航局花了整整3年时间，投入2.9亿美元研制成功的“火星奥德赛”号获得成功。火星有冰的最新发现必将进一步推动原定的火星探测计划。
以欧洲宇航局和意大利宇航局为主、美国宇航局参与的“火星快车”飞船于2003年6月发射。它携带一个“甲虫”2号登陆器和1996年因搭载俄罗斯“火星96”而坠毁的火星地震仪；2003年5月至6月美国发射“2003火星探测漫游器”；2005年发射“火星再认识轨道飞行器”；2007年发射“灵巧登陆器”和“长期漫游器”。完成在火星表面取样的飞行任务，第一次大约在2014年，第二次大约在2016年（现在据说要提前到2009年）。
饱受失败之苦的美国宇航局更是备受鼓舞。美国宇航局官员透露，如果2008年向火星发射新飞船的计划能够实现，下一步将是向火星发射载人飞船，实现人类在火星着陆，甚至在火星定居的千年梦想。就连美国宇航局长丹尼尔·戈尔丁也乐观地预测，20年内，人类的足迹可以踏上火星。