第一步，为中国探测火星作准备。主要通过国际合作，开展火星环境研究，提出探测目标，制定技术方案，研究关键技术问题。第二步，发射环绕火星的卫星，探测火星环境，为“火星软着陆”作准备。第三步，发射火星软着陆登陆器，试验着陆技术，发展火星漫游车、火星机器人，探测火星地理环境和气象条件，为在火星上建立观测站作准备。第四步，在火星上建立观测站，探测火星内部结构、矿物特性和气象；用机械手采集火星岩石样品；发展地球－火星往返式飞船，建立由机器人照料的火星基地，为以后载人火星飞行和建立有人观测基地奠定基础。