مارینر ۴ در ۱۴ ژوئیه ۱۹۶۵ از کنار مریخ عبور کرد و نخستین عکس‌های نزدیک سیاره را ثبت نمود
در ۱۴ ژوئیه ۱۹۶۵، فضاپیما مارینر ۴ از کنار سیاره مریخ عبور کرد و برای نخستین بار در تاریخ، عکس‌های نزدیک از یک سیاره دیگر را گرفت. این فضاپیما چهارمین سفینه از سری فضاپیما‌های اکتشافی سیارات بود که توسط ناسا طراحی و پرتاب شده بود.
مارینر ۴ برای انجام مشاهدات علمی از نزدیک مریخ و انتقال داده‌های به‌دست‌آمده به زمین ساخته شده بود. دیگر اهداف مأموریت شامل اندازه‌گیری می‌دان‌های مغناطیسی و ذرات در فضای بین‌سیاره‌ای در مجاورت مریخ، و همچنین ارزیابی قابلیت‌های مهندسی برای پرواز‌های بین‌سیاره‌ای طولانی‌مدت می‌بود.
دوربین فضاپیما ۲۱ عکس را با تنظیم خودکار در حالت توالی، با استفاده 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 طول کشید. برای اطمینان از عدم از دست رفتن یا خرابی داده‌ها، تمام تصاویر دو بار ارسال می‌شدند و انتقال هر عکس تقریبا شش ساعت زمان می‌برد.
تصاویر دریافتی دهانه‌های برخوردی را روی سطح مریخ نشان می‌دادند و برخی از آن‌ها با یخ‌زدگی در غروب‌های سرد مریخی روبرو شده بودند. پیش‌بینی می‌شد مارینر ۴ تنها هشت ماه، یعنی زمان سفر از زمین به مریخ و بازگشت به مدار، دوام بیاورد؛ اما در واقعیت این فضاپیما نزدیک به سه سال در مدار خورشیدی باقی ماند و مطالعات طولانی‌مدت در مورد محیط و باد خورشیدی را ادامه داد.