Après la mission très fructueuse de Mariner 9 sur Mars, il convenait de sélectionner, sur les photographies obtenues, des sites présentant un grand intérêt pour une exploration in situ. Ce fut le but du programme Viking, représenté par un ensemble de 4 sondes regroupées 2 à 2, que de se poser sur la planète pour analyser son sol, avec pour mission prioritaire la recherche d'une vie éventuelle, et l'obtention des premières photographies des paysages martiens.

Prévu à l'origine pour 1973, le lancement de ces sondes n'intervint finalement qu'en 1975. Un peu moins de 1 an plus tard, en juin et août 1976, les grosses sondes de 3,5 t se plaçaient en orbite autour de Mars. Là, elles se scindèrent peu après en 2 parties. L'une, l'"orbiter", restait en orbite autour de la planète, oł elle servait de relais radio vers la Terre et poursuivait son propre programme d'observation; l'autre, le "lander", décrochait de l'orbite et descendait vers la surface, se freinant par un triple processus : freinage atmosphérique sur bouclier thermique, extraction d'un parachute de grande surface (l'atmosphère martienne est beaucoup plus ténue que celle de la Terre) et enfin rétrofusées.

La sonde Viking 1 s'est posée dans la région de Chryse Planifia le 20 juillet 1976, par 22° de latitude nord, après que son module orbital eut permis de sélectionner la région la plus propice à un atterrissage sûr, dans une zone de grand intérêt scientifique. Quelques secondes seulement après s'être posée, elle transmettait les premières vues en gros plan du sol puis, grâce à la mobilité de sa caméra, un panoramique du paysage environnant; on y voit un vaste désert de sable rougeâtre, jonché de cailloux et de rochers de toutes tailles, le tout surmonté d'un ciel ocre. Par ailleurs, la sonde a prélevé des échantillons de ce sol à l'aide d'un bras mécanique télécommandé, et les a analysés dans un laboratoire chimique automatique : des phénomènes surprenants ont alors été constatés, sous forme de réactions chimiques assez vives et inattendues, qui pourraient être attribuées à des micro-organismes; mais par ailleurs le détecteur biologique n'a pas décelé la moindre trace de matière organique. Pour la plupart, les spécialistes considèrent qu'il s'agit là d'une chimie particulière, probablement due à une forte oxydation, mais qu'il n'y a pas et n'y a pas eu de vie sur Mars; on n'a d'ailleurs photographié aucun végétal ou animal, vivant ou fossile.

Viking 2 s'est posée plus au nord, par 45° de latitude, dans le site Utopia Planifia. Elle a fait les mêmes constatations. Signalons enfin que ces sondes étaient équipées de divers appareils météorologiques, qui ont permis d'étudier le temps martien, froid et sec.