宇宙探査機
内太陽系の宇宙探査も、月面探査競争と並行し、主に米ソを中心として行われた。
アメリカはマリナー探査機を用い、金星・水星・火星に接近して写真撮影を行った。また火星にはバイキング1号・2号を連続で着陸に成功させ、火星地表の写真を撮影したほか、さまざまな調査を行った。
一方のソ連は、金星にベネラ探査機を送り込んで軟着陸に成功し、初めて金星表面の写真撮影に成功した。また、金星の温度・気圧などを測定し、その環境を世界に知らしめた。同時期に火星にはマルス3号を送り込んで軟着陸に成功したが、大規模な砂嵐の真っ只中に着陸したため、20秒後に信号が途絶え、失敗した。
1990年代後半から、アメリカは再び火星探査を開始した。まず1997年にマーズ・パスファインダーが着陸に成功、地上のデジタル写真撮影のほか、岩の成分分析を行った。1998年にマーズ・グローバル・サーベイヤーが火星周回軌道に乗って詳細な地図作りを開始した。1999年到着予定のマーズ・サーベイヤー99は軌道投入に失敗したが、2004年にスピリットとオポチュニティの2機が着陸に成功、火星に海があったことを示した。2012年にはキュリオシティが着陸に成功し、生命を保持できる可能性について調査をおこなっている。
1990年代後半には、日本や欧州なども惑星探査に本格的に進出した。
日本の宇宙航空研究開発機構 (JAXA) は火星探査機(のぞみ)を送るものの、バルブの開放不良による推力不足に端を発し、それをリカバーするための運航の長期化によるトラブル等により、最終的に火星周回軌道への投入を断念、人工惑星となった。
人類の宇宙探査は人類にとって最も身近で実際に距離も最も近い「月」から始まった。人類の月への興味は古くから物語(『竹取物語』など)として語られており、産業革命以降の急速な技術発展が人類の知的好奇心を満たすべく宇宙探査機を直接地球外の天体の周囲(もしくは天体表面)に送って調べることができるようになったのである。
ジオット:ハレー彗星探査
マーズ・エクスプレス:火星周回、着陸機ビーグル2(失敗)
スマート1:月探査
ロゼッタ:小惑星・彗星探査
ヴィーナス・エクスプレス:金星探査
オーロラ計画:火星探査