Esta cuarta misión de la serie Mariner representó el primer sobrevuelo con éxito del planeta rojo y nos envió las primeras fotografías de la superficie del planeta.

Inicialmente se esperaba que permaneciera en el espacio durante ocho meses, la misión de Mariner 4 duró aproximadamente tres años en órbita solar.

[1]​ La mayoría de los experimentos científicos se montaron en el exterior del octágono.

[5]​Posteriormente, Canopus se utilizó como punto de referencia en muchas misiones posteriores.

[9]​ Las pruebas realizadas en el JPL confirmaron este modo de fallo y se intentó desarrollar un nuevo carenado totalmente metálico.

El inconveniente era que el nuevo carenado sería mucho más pesado y reduciría la capacidad de sustentación del Atlas-Agena.

Convair y Lockheed-Martin tuvieron que introducir varias mejoras de rendimiento en el propulsor para sacarle más potencia.

El Mariner 4 se separó del Agena a las 15:07:09 e inició las operaciones en modo crucero.

Incluyendo a Canopus, había siete objetos de este tipo visibles para el sensor.

[2]​[8]​ Durante esta fase se tomaron 21 imágenes más 21 líneas pertenecientes a la imagen número 22 que quedó interrumpida.

A las 02:19:11 GMT el Mariner 4 pasó por detrás de Marte (visto desde nuestro planeta) y las comunicaciones se interrumpieron.

La señal fue readquirida a las 03:13:04 GMT cuando reapareció por la parte opuesta del planeta.

[14]​ Bruce C. Murray utilizó fotografías del Mariner 4 para dilucidar la historia geológica de Marte.

La vida en Marte había sido objeto de especulación y ciencia ficción durante siglos.