根据计划，我国将在2020年7月下旬或8月上旬择机发射火星探测器，实施中国首次火星探测任务（行星探测工程天问一号任务）。本次火星的探测将实行轨道器加火星车的联合探测方式，预计经过10个月飞行，探测器将于2021年到达火星，并进行巡视探测。2028年左右将进行第二次火星探测，并在采集火星土壤后返回地球。
此前，只有美国在一次火星任务中同时完成“绕”和“落”，欧洲曾两次尝试“绕”和“落”，最终都没有成功实现“落”。而中国计划在首次的火星探测任务中，将要挑战性地一次完成“绕”（对火星全貌进行观测）、“落”（在火星降落）、“巡”（在火星上巡视探测），其难度是非常大的，在航天史上也是史无前例的。
我国火星探测任务中的着陆器与火星车效果图
登陆火星并不是一件容易的事，地球和火星最近时，也有5600万千米的距离，是我们和月亮距离的140倍，想要靠火箭的动力突破这一距离，目前是不可能的。因此，我们需要借助地球的公转速度，沿着一条连接地球与火星的椭圆形轨道，把探测器“甩”到火星，不过，需要合适的时机，才能实现这一过程，这样的时机被称为“发射窗口期”。
因为地球和火星都是在自己的轨道上运行，当火星探测器离开地球轨道时，是沿着一条以太阳为焦点、近日点在地球轨道上、远日点在火星轨道上的椭圆航线飞往火星。只有当探测器到达远日点与火星轨道相切时，火星也正好运行到那里，探测器才能与火星交会，这是发射火星探测器最适宜的时候。
在这个时间窗口发射火星探测器，不仅对运载火箭来说是最省能量的，同时，发射宇宙探测器的有效载荷也会相应增多。这种特定的时机和位置不是经常有的，每隔26个月才出现一次。2020年有一个窗口期，大约1个月。如果错过这一次发射窗口，就必须再等26个月才能进行下次发射。
