در ۱۴ ژوئیه ۱۹۶۵، مارینر ۴ از کنار مریخ عبور کرد و اولین عکس‌های نزدیک از یک سیاره دیگر را گرفت. مارینر ۴ چهارمین سفینه از سری فضاپیماهایی می بود که برای اکتشاف سیارات توسط ناسا درنظر گرفته‌ شده‌ می بود. این فضاپیما برای انجام مشاهدات علمی از نزدیک مریخ و انتقال این مشاهدات به زمین طراحی شد.

دیگر اهداف مأموریت انجام اندازه‌گیری‌های میدانی و ذرات در فضای بین‌سیاره‌ای در مجاورت مریخ و اراعه توانایی و دانش درمورد قابلیت‌های مهندسی برای پروازهای بین‌سیاره‌ای طویل‌زمان می بود.

۲۱ عکس با تنظیم خودکار دوربین روی حالت توالی، با منفعت گیری از رنگ قرمز و فیلترهای سبز گرفته‌ شد. انتقال تصاویر ضبط‌شده به زمین، نزدیک به ۸.۵ ساعت بعد از دریافت سیگنال اغاز شد و تا چند روز ادامه داشت.

همه تصاویر دوبار ارسال می‌شدند تا مطمعن حاصل شود که هیچ داده‌ای گم یا خراب نشود. انتقال هر عکس تقریباً شش ساعت طول کشید.

تصاویری که از گیرنده کوچک در زمان طویل پخش می‌شد، دهانه‌های برخوردی را نشان می‌داد و برخی از آنها با یخ‌زدگی در غروب سرد مریخی لمس شده‌ بودند.

انتظار نمی‌رفت مارینر ۴ بیشتر از هشت ماه که زمان زمان سفر از زمین به مریخ و برگشت به مدار است، دوام بیاورد. اما در واقع نزدیک به ۳ سال در مدار خورشیدی باقی ماند و مطالعات طویل‌زمان درمورد محیط و باد خورشیدی را در ادامه گفت.