Marte foi descoberto por observação visual sem instrumentos. A primeira menção de observações de Marte ocorreu em antigos registros egípcios que datam de milhares de anos. Em 1610, Galileo Galilei foi a primeira pessoa a observar Marte através de um telescópio.
Uma vez que Marte é visível a olho nu, é impossível dizer quem descobriu o planeta pela primeira vez, embora os astrônomos egípcios tenham fornecido as primeiras observações escritas conhecidas. Marte foi representado na tumba do faraó Seti I, que morreu por volta de 1279 a.C. Ele também apareceu em um mapa estelar na tumba de um antigo arquiteto egípcio chamado Senenmut. Por volta de 1045 a.C., astrônomos chineses também registraram observações sobre o movimento de Marte. Astrônomos babilônios mantiveram registros detalhados das observações de Marte durante o Império Neo-Babilônico começando por volta de 625 a.C. Platão listou Marte em sua ordem dos planetas em "A República", publicado por volta de 380 a.C.
Embora Galileu tenha usado um telescópio para estudar Marte, ele foi incapaz de discernir os detalhes da superfície. Em 1659, o astrônomo holandês Christiaan Huygens ilustrou pela primeira vez as características topográficas de Marte. Desde aquela época, muitos astrônomos notaram detalhes adicionais na superfície do planeta. Em 1965, a espaçonave Mariner 4 da NASA voou perto de Marte e tirou fotos detalhadas. Em 1976, as espaçonaves da NASA Viking 1 e Viking 2 pousaram em Marte e enviaram fotos da superfície do planeta. Três espaçonaves orbitam Marte e dois robôs viajam pela superfície coletando fotos e informações em 2014.