首次火星探測任務的工程目標，一是突破火星制動捕獲、進入/下降/著陸、長期自主管理、遠距離測控通信、火星表面巡視等關鍵技術，實現火星環繞探測和巡視探測，獲取火星探測科學數據，實現我國在深空探測領域的技術跨越；二是建立獨立自主的深空探測工程體系，包括設計、制造、試驗、飛行任務實施、科學研究、工程管理以及人才隊伍，推動我國深空探測活動可持續發展。
首次火星探測任務的科學目標，主要是實現對火星形貌與地質構造特征、火星表面土壤特征與水冰分布、火星表面物質組成、火星大氣電離層及表面氣候與環境特征、火星物理場與內部結構等研究。
首次火星探測任務于2016年1月經黨中央、國務院批準立項，由國家航天局組織實施，具體由工程總體和探測器、運載火箭、發射場、測控、地面應用等五大系統組成。國家航天局探月與航天工程中心為工程總體單位，中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院抓總研制運載火箭系統，中國空間技術研究院和上海航天技術研究院抓總研制探測器系統。中國衛星發射測控系統部負責組織實施發射、測控。中國科學院國家天文臺抓總研制地面應用系統、負責科學數據接收、處理、存儲管理等工作。
我國火星探測作為開放性的科學探索平臺，包括港澳地區高校在內的全國多地研究機構積極參與了研制過程，我國也與歐空局、法國、奧地利、阿根廷等國家和組織開展了多項合作。
火星是離太陽第四近的行星，與地球鄰近且環境最為相似，是人類走出地月系統開展深空探測的首選目標。國際火星探測已取得了豐富成果，發現了曾經有水、甚至現在還存在水的若干證據，極大激發了人們在火星尋找生命的熱情，也成為當前國際深空探測的熱點。受天體運行規律約束，火星探測窗口每26個月一次，并且窗口時間較短。1996年以來，幾乎每個發射窗口都有火星探測器發射，今年更是迎來了多國齊聚火星發射窗口，共同奔赴火星，開啟深空探測的新高潮。
