火星着陆系统需要完全自主导航 。 标准的火星着陆过程持续时间仅7分钟左右 ， 甚至不足以完成一次地球至火星的通信过程 。 这意味着全程超过1000个动作的降落过程必须依靠着陆器自主完成 ， 对软件和硬件的要求极高 。 克服一系列困难着陆火星之后 ， 着陆器和火星车还要面对火星恶劣环境的考验 。

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由于长期风化 ， 火星上沙尘非常细密 ， 缺乏温室效应又导致火星不同区域气压差很大 ， 易形成强风 。 所以 ， 火星上经常出现沙尘暴 。 2018年机遇号火星车失联的直接原因就在于此 。 能量来源也是问题 。 火星距离太阳更远 ， 火星能接收的太阳能仅是地球的44%左右 。

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因此 ， 火星探测器要么选择太阳能 ， 但要面对能量低、风险高的困难；要么选择极其昂贵的核电池 ， 且由于火星夜晚过于寒冷 ， 必须携带热源保温 。 为了天问一号 ， 中国航天人做了无数的努力 。 2016年 ， 中国最强运载火箭长征五号实现突破；2020年5月5日 ， 以长征五号为基础改进研制的长征五号乙运载火箭首飞成功 。

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2012年 ， 嫦娥二号探测器已经实现了飞越日地拉格朗日点（指飞行器受太阳、地球两大天体引力作用 ， 能保持相对静止的点）、飞越图塔蒂斯小行星和进入深空700万千米的壮举 。 在有大气情况下着陆 ， 已经有了神舟1～11号载人飞船的验证；在无/稀薄大气情况下着陆 ， 已經有了嫦娥三号和嫦娥四号任务的成功经验 。 中国深空通信网已经初步建成 ， 还有万吨级远望号航天测量船辅助 。
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