火星96在1996年11月16日借由质子-K/DM组级运载火箭航向火星，本型号的第四节运载火箭在此之前只使用过两次，分别是1988年前往火星的弗伯斯1号、弗伯斯2号。前三节燃料会完全耗尽并脱离，而第四节——也被称做Block D-2会将火星96送入环绕地球的停泊轨道；此后Block D-2会再次点火，将火星96导向火星位置，。当Block D-2燃料耗尽，会与轨道探测器分离，开始展开自身的天线同时启动轨道探测器的推进装置。行进的过程中，太阳能电池板、PAIS科学平台也开始运作。
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