本书以时间为序，以航天器型号为纲，介绍了人类探究火星奥秘的历程、进展和主要成果，讲述了人类火星探测所经历的飞越、环绕、着陆、巡视的发展过程，梳理了与各国航天器相关的专业技术信息及成功经验和失败教训。书中还重点介绍了中国首个成功飞往火星的探测器 ——“天问一号”及其探测任务、重要意义。“天问一号”任务的成功，使中国成为世界上第二个成功开展火星巡视探测的国家，标志着中国在火星探测上实现了弯道超车。

1.为什么叫火星
2.火星与地球是孪生兄弟吗
3.人类为什么要探测火星
4.地球上的火星人之谜
5.天文学家早期的火星观测、推理和猜想
6.欲速不达的苏联第 一代火星探测器
7.竟然被美国人后发先至
8.在火星着陆上发起猛烈攻势
9.水手号的执着与更大的发现
10.海盗号的厚积薄发
11.福布斯号的生死未卜
12.为省钱付出沉重代价
13.给火星扎两“针”
14.带病工作了10 年
15.弹跳着陆的人类第 一辆火星车
16.27 万人的希望变成失望
17.接连发生人为低级失误
18.寿命最长的火星探测器
19.欧洲喜忧参半地加入火星俱乐部
20.探索火星：有勇气也要有机遇
21.更高分辨率的全球观测
22.“不死鸟”挖到火星地下的水冰
23.想把火卫一的土壤带回来
24.昂贵的核动力火星车
25.火星俱乐部的亚洲“黑马”
26.为火星大气做个全面“体检”
27.喜忧参半的历史又重演了
28.探究火星的内心深处
29.阿联酋也要加入火星俱乐部
30.中国火星探测能否实现弯道超车
31.没有最贵只有更贵
32.俄欧的联合行动
33.火卫一采样返回任务的“后来者”
34.太空狂人的火星狂想
35.模拟火星基地生存500 天
36.载人登火星任重而道远
37. 后记
参考文献