L'esplorazione di Marte continua ad avere un'altissima priorità nel panorama delle scienze planetarie. La NASA, l'ESA e l'agenzia spaziale giapponese si stanno impegnando in missioni spaziali quali Mars Global Surveyor e Mars Odissey della NASA, Mars Express dell'ESA e Nozomi della JAXA. Nuove esplorazioni sono previste nel prossimo futuro.

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Immagine del polo nord di Marte ripresa con la High Resulition Stereo Camera (HRSC) a bordo della sonda Mars Express.

L'interesse nello studio della superficie di Marte e della componente solida atmosferica, in termini di natura dei materiali costituenti, deriva dal fatto che dai dati relativi a tali materiali si possono dedurre numerose informazioni sulla storia geologica di Marte quali natura, cronologia e durata dei processi superficiali, storia dell'erosione, del trasporto e della deposizione dei sedimenti, variazioni delle condizioni ambientali e climatiche, la possibile presenza di acqua allo stato liquido sulla superficie del pianeta. La ricerca dell'acqua è attualmente uno degli obiettivi più perseguiti, considerato anche il relativo interesse esobiologico.
La spettroscopia infrarossa è lo strumento principale per la determinazione della mineralogia. L'infrarosso (IR) è l'intervallo spettrale in cui la maggior parte dei minerali e delle molecole atmosferiche mostra intense bande vibrazionali; inoltre, a causa della temperatura tipica superficiale, Marte mostra un massimo di emissione centrato a circa 10 μm, ovvero nel medio infrarosso. Per questo motivo gli spettrometri spaziali lavorano essenzialmente nell'IR. In particolare il Thermal Emission Spectrometer (TES) a bordo dell’MGS copre l'intervallo spettrale 1700-200 cm^-1 e il Planetary Fourier Spectrometer (PFS), a bordo di Mars Express, copre l’intervallo 8333-250 cm^-1 Le camere di simulazione sono generalmente calibrate e utilizzate per riprodurre al meglio le condizioni ambientali del pianeta da simulare.