火星探测的“绕”“着”“巡”三大任务，分别由环绕器、着陆器和火星车来完成。着陆器主要负责软着陆过程，降落在火星表面，同时分析着陆点附近的情况，另一主要任务是释放火星车。由于重量和能量限制，着陆器自身不可能携带巨大的天线与地球直接联络，它仅能将所有信息发给火星上空的环绕器，让其代为转发。著名的如2018年发射的洞察者号着陆探测器，它所携带的仪器可以深入火星内部数米，研究火星内部的热流和地震等。
相比不能移动的着陆器，火星车最大的优势在于可以随处移动，其意义不言而喻。火星车是近些年火星探测的核心，复杂程度越来越高，待机工作时间也越来越长。最著名的莫过于价值超过25亿美元的好奇号火星车，由于采用放射性同位素电机（又名核电池）为主要动力，它可以全天候工作，且超长待机。好奇号目前已经在火星上工作了8年时间，还会长期工作下去。火星车可以自由巡视火星表面细节。
火星车底部装有地表穿透雷达，可以研究火星土壤深处的元素分布情况。磁场感应设备可以确认着陆和巡视区域的地表磁场情况。重头戏将是研究巡视区域的土壤和岩石主要成分，查看常规的水、元素构成，有机物也是一个需要搜寻的目标。作为一个整体的系统，火星车也会携带导航、避障设备以及微距相机等，为人们带来更多关于火星表面的细节。其他基本组或还包括通信设备、太阳能电池板、电池等。