7月23日12时41分，搭载着“天问一号”探测器的长征五号遥四运载火箭在我国文昌卫星发射中心点火发射。火箭飞行约2167秒后，探测器与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。按计划，“天问一号”探测器发射升空后，将进入地火转移轨道，开始为期近7个月的奔火之旅。
在“天问一号”任务中，中国科学院继续牵头论证提出了任务科学目标与有效载荷配置方案，继续承担了地面应用系统、有效载荷分系统、甚长基线干涉测量（VLBI）测轨分系统和多项工程关键重要产品的研制任务，后续还将与国家航天局联合组织开展科学数据应用研究。
中国科学院国家天文台、国家空间科学中心、上海天文台、云南天文台、新疆天文台、长春光学精密机械与物理研究所、西安光学精密机械研究所、空天信息创新研究院、光电技术研究所、上海技术物理研究所、地质与地球物理研究所、中国科学技术大学、合肥物质科学研究院固体物理研究所等13家单位，作为主要研制单位参与了“天问一号”相关任务研制，突破了地火远距离大数据量数传，高精度、低时延、多目标干涉测量及定轨预报，关键有效载荷研制和数据处理技术，特种航天材料研制等多项关键技术，为“天问一号”发射任务圆满成功发挥了不可替代的作用。
火星探测任务（“天问一号”任务）于2016年经国务院批复实施。该任务是我国首次自主实施火星探测，将向火星轨道发射一颗由环绕器和着陆巡视器组成的探测器，着陆巡视器由进入舱和巡视器（火星车）组成，开展环绕和巡视探测。共配置13台有效载荷和2台载荷数据处理器。
通过探月工程嫦娥一号、二号、三号、四号任务的成功实施，中科院已在月球与深空探测数据接收处理、VLBI、轻小型化科学载荷研制、关键航天材料等领域培养和组建了一支专业化、高素质、经验丰富、适应国际月球与深空探测发展趋势的工程管理、技术开发人才队伍。
同时，在国内迅速崛起的行星科学等新兴研究领域，中科院也涌现出一批优秀的中青年科学家，有望在火星生命信息、火星内部局部构造、火星磁场及其形成与演化、火星地质特征和演化历史等研究领域取得一系列原创科学成果。