در ۱۴ ژوئیه ۱۹۶۵، فضاپیما مارینر ۴ از کنار سیاره مریخ عبور کرد و نخستین عکس‌های نزدیک از یک سیاره دیگر را ثبت کرد. این فضاپیما چهارمین پرونده از سری مأموریت‌های کاوش سیاراتی بود که ناسا برای اکتشاف سیارات طراحی کرده بود.
مارینر ۴ با هدف انجام مشاهدات علمی از نزدیک مریخ و انتقال داده‌های حاصل به زمین توسعه یافته بود. اهداف دیگر مأموریت شامل اندازه‌گیری می‌دان‌های مغناطیسی و ذرات در فضای بین‌سیاره‌ای در مجاورت مریخ، و همچنین آزمون قابلیت‌های مهندسی برای پرواز‌های بین‌سیاره‌ای طولانی‌مدت بود.
دوربین فضاپیما ۲۱ عکس را با تنظیم خودکار در حالت توالی و با بهره‌گیری از فیلتر‌های قرمز و سبز ثبت کرد. انتقال تصاویر ضبط‌شده به زمین حدود ۸.۵ ساعت پس از دریافت سیگنال آغاز شد و چندین روز ادامه یافت.
تمامی تصاویر دو بار ارسال می‌شدند تا اطمینان حاصل شود که هیچ داده‌ای از بین نرفته یا خراب نشده است. انتقال هر عکس تقریبا شش ساعت طول می‌کشید.
تصاویری که از گیرنده کوچک در بازه زمانی طولانی پخش می‌شدند، دهانه‌های برخوردی را روی سطح مریخ نشان می‌دادند و برخی از آن‌ها با یخ‌زدگی در غروب‌های سرد مریخی روبرو شده بودند.
اولین برآورد‌ها نشان می‌داد مارینر ۴ بیش‌تر از هشت ماه، یعنی زمان سفر از زمین به مریخ و بازگشت به مدار، دوام نخواهد آورد. اما در واقعیت این فضاپیما نزدیک به سه سال در مدار خورشیدی باقی ماند و مطالعات طولانی‌مدت درباره محیط فضا و باد خورشیدی را ادامه داد.
