相比SpaceX的激进火星殖民计划，各国航天机构的态度要谨慎得多。在9月5日举行的第二届深空探测天都国际会议上，中国火星取样返回任务总设计师刘继忠介绍，我国天问三号任务计划在2028年前后实施两次发射任务，实现火星样品取样返回地球。刘继忠介绍，中国的天问三号任务在科学研究方面，将把生命痕迹探寻作为第一科学目标。在工程技术方面，将火面采样、火面起飞上升、环火交会和行星保护作为关键技术，规划13个阶段，采取就位和遥感等探测方式，开展基于生命痕迹全链条要素的火星样品研究和数据研究，保证样品拿得回、科学有发现。在行星保护方面，切实履行国际公约，确保不污染火星、不污染地球以及样品的原始性。

刘继忠介绍，天问三号任务将开展国际载荷合作、样品和数据共享、未来规划共同研究等三方面的国际合作。与全世界科学家联合开展火星样品和数据合作共享研究，联合各国或科研机构开展火星科研站的使命与任务定义、需求分析、概念研究、实施方案设计以及关键技术攻关等，共建火星家园。

NASA此前已经向火星发射了多个探测器。根据NASA此前公布的火星取样返回计划，“毅力”号火星车已经在火星工作了两三年，并已从捷陀罗陨石坑采集并存储了样本。后续将先后发射两个火星探测器，第一个计划在火星软着陆，将“毅力”号采集的样本收集并送到上升器，随后在火星表面点火升空，进入环火轨道。而后发射的第二个探测器（欧空局研制的“火星轨道返回探测器”）将在环火轨道与上升器对接，将样本转移到飞船后返回地球。但今年4月15日，NASA表示计划对火星取样返回工程作出重大调整，因为原有计划耗费的时间和资金过多，该项目初始预计成本为44亿美元，而2023年底的预估成本已飙升至80亿至110亿美元，同时预计返回时间在2040年左右。当前NASA正面临国会拨款大幅削减的压力，“在当下预算下，该任务取得成功的可能性几乎为零。”

NASA“毅力”号火星车 图源：视觉中国
NASA同时也在展开人类模拟火星生存的各种测试。今年7月，NASA完成了“乘员健康和性能探索模拟”（CHAPEA）测试，4名志愿者在NASA约翰逊航天中心火星模拟栖息地——一个面积约158平方米的封闭居住舱生活了300多天，并模拟火星生活中可能出现的各种问题，包括资源受限、空间隔离感、设备故障等。
除了中美欧之外，俄航天国家集团下属的拉沃奇金科学生产联合体计划在2030年后发射“回旋镖”星际探测器，以便采集火星卫星“戴莫斯”的土壤。日本的“火星卫星探索”探测器计划在21世纪20世纪中期发射，在火星卫星上登陆并采样返回。