2001火星奥德赛号（2001 Mars Odyssey）是美国国家航空航天局的火星探测卫星，主要任务是寻找水与火山活动的迹象，于2001年升空。这次任务的名称是根据电影《2001太空漫游》来命名的。

2001火星奥德赛号原本是火星探测2001（Mars Surveyor 2001）计划的一部分，原名是Mars Surveyor 2001 Orbiter，原订计划另有Surveyor 2001 Lander，但登陆器部分在火星气候探测者号与火星极地着陆者号于1999年底任务失败后取消。之后选定亚瑟·查理斯·克拉克的作品《2001太空漫游》命名。并使用希腊音乐家范吉利斯的音乐作品《Mythodea: Music for the NASA Mission: 2001 Mars Odyssey》做为任务主题曲。

2001火星奥德赛探测器的具体任务：绕火星轨道运行，研制火星的构成，寻找火星上的水和埋在浅层的冰发现火星上的“热点”――火山活动情况，顺便检测一下太阳系和星际的致命辐射，从而为人类火星探险铺平道路按照这一任务方案，“2001：火星奥德赛”对火星的表面进行地图绘制全面探测其环境。

2001年4月——“火星奥德赛号”轨道器开始飞往火星以便对这颗行星的元素组成进行分析。它于2001年10月23日到达火星。

2003年——两辆完全相同的火星探测漫游车在火星上寻找水或能够证明曾经有水存在的痕迹。

2005年——计划发射“火星勘测轨道器”。它的目标是以新的尺度对火星表面进行分析以寻找水的痕迹。它会以20到30厘米的分辨率来测量火星地表，这种分辨率足以看清沙滩气球大小的岩石。

2007年——NASA计划发射一个移动科学实验室来推进火星表面的测量工作。

2011-2016年——获取火星样本的飞行是NASA计划中最具野心的部分。这要求飞船能够在火星上着陆并采集土壤然后自行发射并返回地球。

2001火星奥德赛

探测器进入火星轨道的全过程：“2001火星奥德赛”探测器以每秒5．907公里的高速奔向火星，在距离火星轨道约1547公里处，发动机自动点火，产生695牛顿的反作用力，从而将飞行速度降低到每秒1．420公里，从而好让火星轨道将探测器捕捉住。整个过程分九个步骤进行：

第一步：关闭故障保护软件。故障保护软件是为防止探测器在飞行过程中发生意外事故而设置的。

第二步：启动助推器。在探测器主引擎点火前两个半小时启动助推器控制方向第三步：检查飞行方向。主引擎点火前30分钟进行最后一分钟的方向校正

第四步：打开加热器。对主引擎和电子零部件加热。

第五步：向主引擎加压。燃料箱和氧气箱开始加压，燃料管道内的一系列阀门打开，氢氧开始混合，7分钟内达到点燃主引擎所需压力。

第六步：准备通联。探测器上的天线调整方向

第七步：点火。全过程19分钟。

第八步：屏住呼息。探测器运行到火星背面，地面控制系统将与它暂时失去联系

第九步：恢复联系。探测器开始往地球发送每秒40比特的信号。

“2001火星奥德赛”探测器的最基本情况：探测器名字：受阿瑟C-克拉克和斯坦利-库布里克合写的电影剧本《2001：太空奥德赛》的启发。

探测器行程：6个半月的时间内在太空里飞行了4亿5700万公里。

探测器发现火星上存在大量冰

探测器本身：洛克希德-马丁航空器材公司制造，重1598磅，长7.2英尺，高5.6英尺，宽8.5英尺，外形如同一个小盒子。

探测器耗资：2亿9700万美元。

探测器通联：探测器的微波信号从火星轨道发回到“喷气喷射实验室”大约花8分30秒。

探测器动力：太阳能板能发750瓦的电力。

探测器任务：测量火星表面化学和矿物质组成情况。寻找火星表面可能隐藏的水资源；评估人类登上火星可能面临的危险。

时间表：整个探测任务是从2002年1月开始到2004年7月。在2003年至2004年之间，它还将建成美国和航天飞机之间的通讯中继站。

2008年7月31日NASA宣布凤凰号火星探测器确认火星上水的存在，与2001火星奥德赛号的预测相符合。火星奥德赛号科学团队正在试图确定是否水冰曾经融化足够生物所需液态水，以及含碳的化学物质与其他生命形成的物质是否存在。

2012年，美国宇航局成功让“火星奥德赛”号火星探测器进入一个新位置，负责监视8月5日“好奇”号火星车在火星表面着陆的全过程。7月24日点燃推进器，共燃烧6秒，让其朝所在轨道上方移动6分钟。此次轨道机动旨在让“奥德赛”号进入一个理想位置，负责接收“好奇”号在着陆过程中传回的信号，而后将信号传回地球。