Marte fue descubierto por observación visual sin instrumentos. La primera mención de observaciones de Marte ocurrió en registros del antiguo Egipto que datan de miles de años. En 1610, Galileo Galilei fue la primera persona en observar Marte a través de un telescopio.
Dado que Marte es visible a simple vista, es imposible saber quién descubrió el planeta por primera vez, aunque los astrónomos egipcios proporcionaron las primeras observaciones escritas conocidas. Marte fue representado en la tumba del faraón Seti I, quien murió alrededor del año 1279 a. C. También apareció en un mapa estelar en la tumba de un antiguo arquitecto egipcio llamado Senenmut. Para 1045 aC, los astrónomos chinos también habían registrado observaciones sobre el movimiento de Marte. Los astrónomos babilónicos mantuvieron registros detallados de las observaciones de Marte durante el Imperio Neo-Babilónico a partir del 625 a. C. Platón incluyó a Marte en su orden de los planetas en "La República", publicada alrededor del año 380 a. C.
Aunque Galileo usó un telescopio para estudiar Marte, no pudo distinguir los detalles de la superficie. En 1659, el astrónomo holandés Christiaan Huygens ilustró por primera vez las características topográficas de Marte. Desde entonces, muchos astrónomos han observado detalles adicionales en la superficie del planeta. En 1965, la nave espacial de la NASA Mariner 4 voló cerca de Marte y tomó fotografías detalladas. En 1976, las naves espaciales de la NASA Viking 1 y Viking 2 aterrizaron en Marte y enviaron fotos desde la superficie del planeta. Tres naves espaciales orbitan Marte y dos robots viajan por la superficie reuniendo fotografías e información a partir de 2014.