Por primera vez, Marte reveló algunos de sus misterios cuando la Mariner 4 envió imágenes de la superficie del planeta en 1965. Fueron las primeras imágenes “de cerca” de Marte, que probaron de forma indudable que el planeta no estaba cubierto por canales llenos de agua. La Mariner tan sólo consiguió reproducir 21 imágenes, que mostraban una superficie estéril caracterizada por cráteres. La sonda de 1,3 metros fue movilizada por 28.224 células solares distribuidas en cuatro paneles, que proporcionaron 310 vatios al pasar por Marte.

La cámara comenzó a realizar fotografías el 15 de julio y captó imágenes, alternando filtros verdes y rojos. Las imágenes captadas durante el vuelo fueron almacenadas en una grabadora interna. La transmisión de las imágenes grabadas para la Tierra resultó tan trabajosa que continuó hasta el 3 de agosto. Todas las imágenes fueron transmitidas dos veces para tener la certeza de que ningún dato era desechado o contaminado. El total de los datos enviados por la Mariner 4 contenía 5,2 millones de bits (cerca de 634kB).