登陆艇和火星车直接量测取得资料。先进的地球轨道望远镜今日仍持续提供一些有用的广视野观测以了解大范围的气象现象。第一个火星飞掠任务是1965年的水手4号。快速的二日飞掠任务（1965年7月14至15日）提供了火星气候有限而粗略的模式。之后的水手6号和水手7号提供了缺少的气候基本讯息。之后真正取得火星气候资料是开始于1975年的海盗号计画和之后计画，例如极为成功的火星全球探勘者号。这些观测工作已经有称为火星大气环流模式（Mars General Circulation Model, MGCM）的电脑模拟