到了20世紀60年代和20世紀70年代，國外對火星進行了多次空間探測，其中很重要的一次是1971年美國發射“水手9號”飛船。這艘飛船進入環繞火星的飛行軌道，成了火星的人造衛星，它拍攝了7000多張照片，進一步揭開了火星的真麵目。這些照片表明，火星表麵上暗區色澤的四季變化，不是植物的枯榮引起的，而是風在作怪。由於風把火星表麵上的沙塵吹來吹去，才造成一些區域隨季節的變化而明暗交替。
飛船的探測還否定了運河的存在。所謂“運河”，其實是一連串的暗環形山和暗的斑點，在地球上用望遠鏡看到的一條條細線不過是一種錯覺而已。
火星上麵實在太幹旱（即使極冠也隻是一層薄薄的冰），氣溫比地球冷多了，空氣又十分稀薄，宇宙射線和紫外線的“照射”達到致死的強度，地球上的生命在那裏是很難生存的，因此一些科學工作者認為火星上現在不大可能有生命。
不過，“水手9號”飛船得到的一個重大發現卻引人深思。火星上麵雖然沒有人工“運河”，卻存在不少自然彎曲的幹涸河床，在河床上還有淚滴形狀的島和沙洲，大河床還連帶著支流係統的小河床，整個構成樹狀的河道網。人們推測，火星在曆史上有過豐富的水。今天火星上看到的最大河床長達1500千米，寬達200千米，不難想象當時奔流的江水會有多氣派。
火星上還有不少巨大的火山，其中最大的火山比地球上的珠穆朗瑪峰還要高得多。通過探測，一些科學工作者推斷曆史上火星的火山活動比地球上更加活躍，它能將火星內部大量的水蒸氣和二氧化碳氣體噴射出來，可放出覆蓋火星表麵厚達20米以上的水，並產生一個較濃密的大氣層，形成一個多水的溫暖時期。在這一時期裏，有可能演化出微生物和類似地衣的低等植物。這些生命一旦出現了，就會頑強地“爭取”自己的生存“權利”。
為了探測火星上到底有沒有生命，揭開生命起源之謎，美國發射了兩艘“海盜號”飛船，於1976年在火星表麵成功著陸。在發射前，整個飛船進行了殺菌消毒。著陸地點選擇在生命存在可能性較大的兩個地方。飛船上裝備有小型的自動生物化學實驗室，在著陸後由取樣機在火星表麵挖出土壤樣品，分別送進實驗室不同的容器中，檢測有無植物、動物或微生物。這些試驗中有一個是對微生物的探測。先將火星土壤放進實驗室的一個容器裏，然後加進含有氨基酸等物質的培養湯，如果土壤中有微生物，就會消化這些營養物，進行新陳代謝，呼出二氧化碳氣體。為了確定這些二氧化碳氣體不是從別處放出來的，又做了巧妙的設計，事前就使培養湯含有碳的放射性同位素C14這種原子，這樣微生物會呼出具有放射性的二氧化碳氣體，用專門的檢測器就可以判斷有無微生物存在。
“海盜號”飛船在火星表麵開始進行生命試驗後，科學工作者接收到從那裏發回來的信號，起初人們感到興奮，因為得到了一些肯定的結果。可是在試驗中也發現了另外的出乎意料的情況，一些科學工作者做了仔細的分析，認為火星表麵的環境特殊，用化學反應可以解釋這些生命試驗的結果。
“海盜號”飛船還做了另一個土壤化學試驗，它表明，火星土壤中不存在有機分子，即使有，含量也低於一億分之一。有機分子是在地球上所有生命的“建築磚塊”，如果火星上有生命，並且又類似地球上的生命，火星土壤中就應有大量的有機分子。因此根據這個結果推測，火星上可能沒有生命。“海盜號”飛船已完成了試驗，但並沒有結束火星有無生命的爭論。現在，多數科學工作者認為—至少在飛船著陸的兩個地方的土壤表層，不大可能存在生命的活動，至於整個火星有沒有生命，這是一個複雜的問題，還有待於未來的探測去解決。
100年來，人類強烈地希望在火星上發現活躍的生命，尤其希望能發現與我們相類似的智慧物。通過今天的探測，“火星人”的幻想破滅了。然而，火星是不是有別的生命呢？這仍然是一個未解之謎。