7月23日12時41分，我國在海南島東北海岸中國文昌航天發射場，用長征五號遙四運載火箭成功發射首次火星探測任務天問一號探測器，火箭飛行約2167秒后，成功將探測器送入預定軌道，開啟火星探測之旅，邁出了我國行星探測第一步。
天問一號探測器將在地火轉移軌道飛行約7個月后，到達火星附近，通過“剎車”完成火星捕獲，進入環火軌道，并擇機開展著陸、巡視等任務，進行火星科學探測。
首次火星探測任務的工程目標，一是突破火星制動捕獲、進入/下降/著陸、長期自主管理、遠距離測控通信、火星表面巡視等關鍵技術，實現火星環繞探測和巡視探測，獲取火星探測科學數據，實現我國在深空探測領域的技術跨越;二是建立獨立自主的深空探測工程體系，包括設計、制造、試驗、飛行任務實施、科學研究、工程管理以及人才隊伍，推動我國深空探測活動可持續發展。
首次火星探測任務的科學目標，主要是實現對火星形貌與地質構造特征、火星表面土壤特征與水冰分布、火星表面物質組成、火星大氣電離層及表面氣候與環境特征、火星物理場與內部結構等研究。
首次火星探測任務于2016年1月經黨中央、國務院批準立項，由國家航天局組織實施，具體由工程總體和探測器、運載火箭、發射場、測控、地面應用五大系統組成。
我國火星探測作為開放性的科學探索平臺，包括港澳地區高校在內的全國多地研究機構積極參與了研制過程，我國也與歐空局、法國、奧地利、阿根廷等國家和組織開展了多項合作。
火星是離太陽第四近的行星，與地球鄰近且環境最為相似，是人類走出地月系統開展深空探測的首選目標。國際火星探測已取得了豐富成果，發現了曾經有水、甚至現在還存在水的若干證據，極大激發了人們在火星尋找生命的熱情，也成為當前國際深空探測的熱點。受天體運行規律約束，火星探測窗口每26個月一次，并且窗口時間較短。1996年以來，幾乎每個發射窗口都有火星探測器發射，今年更是迎來了多國齊聚火星發射窗口，共同奔赴火星，開啟深空探測的新高潮。