Una Mars sample return mission (MSR) se refiere a un vuelo espacial para recoger las muestras de roca y polvo de Marte y devolverlas a la Tierra.

Con el tiempo, se planificaron varias misiones, pero ninguna propuesta llegó más allá de la fase de planificación.

Las tres últimas propuestas para una misión MSR fueron la de la NASA-ESA, otra rusa (Mars-Grunt) y otra propuesta china (Tianwen-3).

También existe una propuesta japonesa para traer muestras de la luna marciana Fobos: Martian Moons Exploration.

La misión MSR más prioritaria para la NASA fue considerada una misión Flagship según la Planetary Decadal Survey 2013–2022: The Future of Planetary Science.