歷史背景
第二次世界大戰後，世界上最強大的兩個國家——美國、蘇聯開始冷戰。而太空競賽則屬於冷戰的一環，在最近的半個世紀，美國與蘇聯互相競爭太空的首要地位，這也代表共產主義與資本主義的鬥爭，雙方都試圖爭奪運載火箭與太空飛行器的優勢。自從1957年衛星號1號成功環繞地球後，為太空競賽拉開序幕。而美國的先驅者0號率先嘗試飛掠月球的探測，雖然火箭於發射77秒後爆炸，但將美國、蘇聯雙方的戰線拉至地球以外的探測。
歷史
在人類登入月球之前，美國、蘇聯雙方發射許多探測器到月球、金星、火星。此時每年發射探測器的數量不斷上升。到了1969年，美國的阿波羅11號成功將人類送上月球，將太陽系的探測推向了高峰。登入月球過後，蘇聯發射的探測器數量略為下降，直到蘇聯解體後，僅在1996年發射火星96的探測器，而且是採用與弗伯斯系列相似的骨架；反之美國則開始進行一系列距離地球更遠的探測，但到了1970年代末期，美國將經費編列至太空梭上，所以1970年代末期~1980年代末期美國也未進行任何太陽系探測器的發射；到了1980年代，由於哈雷彗星來訪，日本、歐洲也加入探測太陽系的行列，到了21世紀，中國、印度也進行了月球探測的工作。
月球探測
主條目：月球探測
月球
月球月球是地球唯一的天然衛星，早在運載火箭被發明之前，人類就利用許多方法進行觀測，例如巴比倫人在西元前500年就了解月食、月球公轉周期...等。到了17世紀，伽利略改良望遠鏡，觀測到月球具由凹凸不平的表面，19世紀人類發現月球幾乎沒有大氣層。近代研究的結果得到月球擁有非常稀薄、接近真空的大氣層，總質量低於10公噸。而且溫度變化約70~390K，所以非常不適人居，但由於是地球唯一的衛星，距離也僅38萬公里，所以截至2011年9月，共有113台探測器曾經造訪過，執行了139項任務。冷戰刺激了蘇聯和美國的太空競賽，進而使月球探測的加速。蘇聯方面的探測器帶回0.38公斤的月岩。1969年人類首次登入月球，陸續多次的登入月球，許多人認為這是太空競賽的最高潮。從阿波羅11號到17號的任務，總共帶回382公斤、共2,196塊月球岩石和土壤的標本。
早期的月球探測器數量繁多，任務通常只有拍攝月表、做一些簡單的觀測，而且是利用飛掠或是硬著陸等較為不精確的方式探測月球，之後逐漸發展出環繞月球、軟著陸月球等較為複雜的任務模式，到了21世紀，則著重於功能型的月球探測器，探測器通常會有一個主要目標任務。例如LCROSS的目標是探測月球是否有水，“重力回溯及內部結構實驗室”探測月球的重力場。
水星探測
主條目：水星探測
水星
早在西元前1400年的亞述人就有觀測水星的紀錄，近代的觀測發現水星非常靠近太陽，距離太陽約0.39天文單位，所以造成了觀測上極為困難，而且太陽的重力非常強，需要花費極大的能量才能環繞水星，另外，水星幾乎沒有大氣層，僅約 10帕，無法使用降落傘進行空氣阻力剎車，因此登入水星更加困難，截至2011年9月，僅有水手10號及信使號曾經造訪過。而信使號經過多次變軌以及重力拋射，成為第一艘環繞水星的探測器。
金星探測
主條目：金星探測
金星
西元前500年，馬雅人撰寫馬雅曆紀錄金星的變動，到了運載火箭發明之前，許多人利用無線電波觀測金星，證實了金星表面溫度很高，約攝氏467度、97大氣壓，所以金星確實不適人居，早期的太空探測多以飛掠金星為主，到了中期則以著陸為主，但著陸探測器都無法長時間運作，近年來探測多以軌道環繞器探測。其中較為著名的探測器是麥哲倫號。美國過去探測金星的紀錄很少，僅有水手計畫的飛掠金星、先驅者金星計畫以及麥哲倫號；而蘇聯則對金星似乎特別感興趣，發射了大量的金星探測器，不僅首枚探測器的發射時間比蘇聯的火星探測器早，而且比火星多許多。21世紀之後，歐洲與日本也都加入探測金星的行列。
火星探測
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火星
太陽系探測器列表火星在古代有許多命名，在中國為 熒惑、希臘則為 戰神。望遠鏡出現後，人類有更細微的觀測能力，觀察到火星表面似乎有一些從暗區延伸出的細線，因為對於暗區是水體的傳統，這些細線命名為水道（canali），甚至有人認為是運河，但空間探測器的調查後使人類對火星文明的幻想幻滅，不過近代探測器又發現極區可能有液態水存在的證據，又引起人類對火星的興趣。早期的探測器已獲得火星地表照片及了解火星大氣、土壤為主，現在的探測器則著重於 水的探勘。
早期火星探測多以短任務型態，運作時間不長，而且美國與蘇聯通常一年在火星發射視窗會發射兩艘，以防任務失敗，自從火星全球探勘者號發射後，美國開始了新一波的火星探測計畫，即每26個月發射至少一艘探測器至火星。現在仍有許多艘火星探測器仍然在運作，並做為未來探測器的中繼衛星或訊息傳輸站。其中的勇氣號與機遇號相當著名，機遇號仍在運作。2011年11月9日，中國首枚火星探測器螢火一號在哈薩克發射，但變軌失敗。
木星探測
主條目：木星探測
木星
木星在古代便已為天文學家所知。古羅馬人以羅馬神話中的眾神之王朱比特命名之。中國則稱木星為 歲星，取其繞行天球一周為12年，與地支相同之故。目前僅有幾艘探測器前探測過木星，大部分都是利用木星的重力拋射，所以進行飛掠任務較多，其中最著名的是伽利略號，利用金星重力拋射到達木星軌道。
土星探測
主條目：土星探測
土星
在史前時代就已經知道土星的存在，在古代，它是除了地球之外已知的五顆行星中最遠的一顆，並且有與其特性相符的各式各樣的神話。但是，直到17世紀，使用望遠鏡，才可以觀察得更為仔細，因此，於1610年，伽利略才發現土星環的存在。現在有了空間探測器後，更可以仔細地研究土星以及它的衛星。目前僅有四艘探測器曾經造訪過土星，其中最著名的是卡西尼－惠更斯號，它發現土衛二可能具有液態水。
天王星探測
主條目：天王星探測
天王星
由於較為黯淡以及緩慢的繞行速度，天王星未被古代觀測者認定為一顆行星。直到1781年3月13日，天王星才被威廉·赫歇耳爵士發現，從而在太陽系的現代史上首度擴展了已知的界限。這也是第一顆使用望遠鏡發現的行星。天王星的表面資料很多是經由望遠鏡觀測而得到，但大量的科學數據以及更為精確的衛星、行星環數量則由唯一飛掠天王星的旅行者2號所得到，旅行者2號也同時飛掠海王星，知名程度相當高。
海王星探測
主條目：海王星探測
海王星
海王星在1846年9月23日被發現，是唯一利用數學預測而非有計畫的觀測發現的行星。是旅行者2號所要飛近的最後一個主要行星，也就沒有後續軌道限制了，所以它的軌道非常接近衛星海衛一。
太陽探測
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人類觀測太陽的歷史十分久遠。中國上古時期已有日食的紀錄。各國也不乏觀測太陽的詳細紀錄。到了空間探測器的時代，先驅者系列探測器是最早設定太陽為觀測目標的探測器，之後又陸續有許多觀測太陽的探測器，其中大部分都是環繞地球，但有一部份是環繞太陽公轉，其中最知名的是尤里西斯號。本列表只列出環繞太陽公轉的探測器。
彗星、矮行星、小行星探測
彗星、矮行星及小行星探測主要是要了解太陽得起源，這些星體的體積通常都不大。彗星中較為知名的哈雷彗星，周期為76年環繞太陽一次，在1986年時許多國家把握這個千載難逢的機會發射許多探測器。而矮行星中的冥王星則是在2006年被降級，降級不久前，新視野號以相當快的速度飛向冥王星，預計於2015年到達冥王星軌道。
