Mặc dù không thể xác định được ngày cụ thể cho việc phát hiện ra sao Hỏa, kiến thức về hành tinh này có từ các nền văn minh cổ đại. Người La Mã cổ đại, người Ai Cập và các nhà thiên văn học Trung Quốc đã độc lập phát hiện và đặt tên cho hành tinh này.
Kể từ thế kỷ 16, các nhà thiên văn học đã thực hiện một loạt khám phá bổ sung về sao Hỏa. Năm 1576 Tycho Brahe tính toán vị trí của hành tinh, trong khi nhà thiên văn học người Hà Lan Christian Huygens phát hiện ra các đặc điểm địa lý đầu tiên của sao Hỏa vào năm 1659. Khám phá bổ sung được thực hiện khi Mariner 4 bay qua hành tinh này vào năm 1965. Trong thế kỷ 21, các nhà khoa học đã khám phá thêm về hành tinh đỏ lịch sử và khả năng sinh sống với các vệ tinh quay quanh và máy dò tìm Tinh thần, Cơ hội và Sự tò mò.