Chương trình Mariner được JPL thực hiện từ năm 1960, với tham vọng nghiên cứu ở quy mô nhỏ, và thám hiểm các hành tinh gần Trái đất nhất. Chương trình Mariner thực hiện với những công nghệ tiên tiến được áp dụng trong tên lửa đẩy Atlas cùng với Mạng lưới không gian sâu của JPL (Deep Space Instrumentation Facility) (sau này đổi tên là Deep Space Network), là một mạng lưới các trạm theo dõi toàn cầu được thiết kế để kết nối liên lạc với tàu vũ trụ trong không gian sâu.[1] Tên của chương trình Mariner được quyết định vào "tháng 5 năm 1960 - theo gợi ý của Edgar M. Cortright" theo đó "các tàu mang sứ mệnh thăm dò hành tinh... được mô phỏng theo các thuật ngữ hàng hải, để truyền đạt" ấn tượng về chuyến thám hiểm đến những vùng đất xa xôi. "Đây chính là lý do mà NASA đặt tên cho các tàu thăm dò Mariner, Ranger, Surveyor và Viking."[5]

Mỗi tàu thăm dò đều mang các tấm pin năng lượng Mặt trời, có khả năng điều chỉnh hướng về phía Mặt trời, và anten luôn hướng về phía Trái Đất. Mỗi tàu thăm dò cũng mang theo các thiết bị khoa học, một số thiết bị, như máy ảnh, phải được điều chỉnh sao cho nó hướng về phía vật thể cần nghiên cứu. Các thiết bị khác có nhiệm vụ nghiên cứu từ trường và các hạt mang điện tích. Các kỹ sư của JPL muốn thiết kế tàu Mariner “ổn định theo ba trục,” nghĩa là không giống như các tàu vũ trụ khác, các tàu thăm dò Mariner sẽ không quay.[1]

Mỗi tàu vũ trụ Mariner được thiết kế để phóng lên quỹ đạo bằng hai lần phóng tên lửa đẩy khác nhau, trong trường hợp chương trình gặp khó khăn do các tên lửa đẩy chưa được thử nghiệm. Mariner 1, Mariner 3, và Mariner 8 đã bị mất trong các vụ phóng tên lửa thất bại, tuy nhiên, các tàu dự phòng đều đã phóng lên vũ trụ thành công. Không có tàu thăm dò Mariner nào bị mất trong chuyến bay đến các hành tinh, tất cả đều đã thực hiện thành công sứ mệnh khoa học của mình.[1]