概述
空間探測器：又稱深空探測器或宇宙探測器。對月球和月球以遠的天體和空間進行探測的無人航天器，空間探測的主要工具。
空間探測器裝載科學探測儀器，由運載火箭送入太空，飛近月球或行星進行近距離觀測，做人造衛星進行長期觀測，著陸進行實地考察，或采集樣品進行研究分析。
空間探測器按探測的對象劃分為月球探測器、行星和行星際探測器、小天體探測器等。
空間探測器離開地球時必須獲得足夠大的速度才能克服或擺脫地球引力，實現深空飛行。探測器沿著與地球軌道和目標行星軌道都相切的日心橢圓軌道（雙切軌道）運行，就可能與目標行星相遇；增大速度以改變飛行軌道，可以縮短飛抵目標行星的時間。
為了保證探測器沿雙切軌道飛到與目標行星軌道相切處時目標行星恰好也運行到該處，必須選擇在地球和目標行星處於某一特定相對位置的時刻發射探測器。探測器可以在繞飛行星時，利用行星引力場加速，實現連續繞飛多個行星。
空間探測器的顯著特點是，在空間進行長期飛行，地麵不能進行實時遙控，所以必須具備自主導航能力；向太陽係外行星飛行，遠離太陽，不能采用太陽能電池陣，而必須采用核能源係統；承受十分嚴酷的空間環境條件，需要采用特殊防護結構；在月球或行星表麵著陸或行走，需要一些特殊形式的結構。
飛行原理
空間探測器離開地球時必須獲得足夠大的速度（見宇宙速度）才能克服或擺脫地球引力，實現深空飛行。探測器沿著與地球軌道和目標行星軌道都相切的日心橢圓軌道（雙切軌道）運行，就可能與目標行星相遇，或者增大速度以改變飛行軌道，可以縮短飛抵目標行星的時間。例如，美國“旅行者”2號探測器的速度比雙切軌道所要求的大0.2公裏/秒，到達木星的時間縮短了將近四分之一。
為了保證探測器沿雙切軌道飛到與目標行星軌道相切處時目標行星恰好也運行到該處，必須選擇在地球和目標行星處於某一特定相對位置的時刻發射探測器。例如飛往木星約需1000天的時間，木星探測器發射時木星應離會合點83°（相當於木星在軌道上走1000天的路程）。
根據一定的相對位置要求，可以從天文年曆中查到相應的日期，這個有利的發射日期一般每隔一、二年才出現一次。探測器可以在繞飛行星時，利用行星引力場加速，實現連續繞飛多個行星（見行星探測器軌道）。
技術特點
空間探測器是在人造地球衛星技術基礎上發展起來的，但是與人造地球衛星比較，空間探測器在技術上有一些顯著特點。
控製和導航
空間探測器飛離地球幾十萬到幾億公裏，入軌時速度大小和方向稍有誤差，到達目標行星時就會出現很大偏差。例如，火星探測器入軌時，速度誤差1米/秒（大約是速度的萬分之一），到達火星時距離偏差約10萬公裏。因此在漫長飛行中必須進行精確的控製和導航。
飛向月球通常是靠地麵測控網和空間探測器的軌道控製係統配合進行控製的（見航天器軌道控製）。行星際飛行距離遙遠，無線電信號傳輸時間長，地麵不能進行實時遙控，所以行星和行星際探測器的軌道控製係統應有自主導航能力（見星際航行導航和控製）。
例如，美國“海盜”號探測器在空間飛行八億多公裏，曆時11個月，進行了2000餘次自主軌道調整，最後在火星表麵實現軟著陸，落點精度達到50公裏。此外，為了保證軌道控製發動機工作姿態準確，通信天線始終對準地球，並使其他係統正常工作，探測器還具有自主姿態控製能力。
通信係統
為了將大量的探測數據和圖像傳送給地麵，必須解決低數據率極遠距離的傳輸問題。解決方法是在探測器上采用數據壓縮、抗幹擾和相幹接收等技術，還須盡量增大無線電發射機的發射功率和天線口徑，並在地球上多處設置配有巨型拋物麵天線的測控站或測量船。空間探測器上還裝有計算機，以完成信息的存貯和處理。
電源係統
太陽光的強度與到太陽距離的平方成反比，外行星遠離太陽，那裏的太陽光強度很弱，因此外行星探測器不能采用太陽電池電源而要使用空間核電源。
結構狀況
空間探測器承受十分嚴酷的空間環境條件，有的需要采用特殊防護結構。例如“太陽神”號探測器運行在近日點為0.309天文單位（約4600萬公裏）的日心軌道，所受的太陽輻射強度比人造地球衛星高一個數量級。