Mars, araçsız görsel gözlemle keşfedildi. Mars'ın gözlemlerinden ilk söz, binlerce yıl öncesine dayanan eski Mısır kayıtlarında gerçekleşti. 1610'da Galileo Galilei, Mars'ı teleskopla gözlemleyen ilk kişiydi.
Mars çıplak gözle görülebildiğinden, gezegeni ilk kimin keşfettiğini söylemek imkansız, Mısırlı gökbilimciler ilk bilinen yazılı gözlemleri yaptı. Mars, M.Ö. 1279'da ölen firavun Seti I mezarında tasvir edilmiştir. Ayrıca Senenmut adında eski bir Mısırlı mimarın mezarı bir yıldız haritası üzerinde göründü. 1045'e kadar, Çinli astronomlar da Mars'ın hareketi ile ilgili gözlemler kaydetmişti. Babil gökbilimcileri, 625’te başlayan Neo-Babil İmparatorluğu’nda Mars gözlemlerinin detaylı kayıtlarını tuttular. Plato Mars'ı 380.C.'de yayınlanan "Cumhuriyet" te gezegenlerin sırasına göre sıraladı.
Galileo Mars'ı incelemek için teleskop kullanmasına rağmen, yüzey detayını ayırt edemedi. 1659'da Hollandalı gökbilimci Christiaan Huygens, ilk önce Mars'ın topografik özelliklerini gösterdi. O zamandan beri, birçok astronom gezegenin yüzeyinde ek detaylar kaydetti. 1965 yılında, NASA uzay aracı Mariner 4 Mars'a uçtu ve detaylı fotoğraflar çekti. 1976'da NASA Viking 1 ve Viking 2 uzay araçları Mars'a indi ve gezegenin yüzeyinden fotoğraflarını geri gönderdi. Üç uzay aracı Mars yörüngesi ve iki robot, yüzeyden fotoğraf ve bilgi toplamak için 2014'ten itibaren yolculuk yapıyor.
