作为我国行星探测工程的关键一步，天问三号火星取样返回任务已转入初样研制阶段。该任务计划于2028年前后发射，经过约7-8个月的星际航行后抵达火星，并有望在2031年前后携火星样品返回地球。如果成功，这将成为人类历史上首次成功实施的火星取样返回任务。
探寻火星潜在生命痕迹被确立为此次任务的首要科学目标。中国科学院院士、任务首席科学家侯增谦表示，火星是太阳系中与地球最相似的类地行星之一，早期曾存在液态水，拥有过适宜生命繁衍的环境。通过采集高价值火星样品并返回地球开展精细分析，天问三号旨在系统寻找生命存在与否的证据，为解答“地球之外是否存在过生命”这一重大科学命题提供关键性实证。
任务面临三大核心技术挑战：一是“到哪里采”，目前已初步遴选8个候选着陆区，预计2026年底确定最终着陆区；二是构建“三不污染”体系，将建设全球首个“行星保护实验室”，实现双向保护；三是突破极痕量生命痕迹的识别技术。与此同时，我国科学家正在推进新一代全火星地质图的编制工作，计划于2028年底完成全球首版智能化火星地质图。