“水手计划”，又称“水手号计划”，被认为是20世纪60-70年代，由美国航空航天局所主导的一项外太空探索计划。在此计划中发射了一系列为探索火星、金星、水星等而设计的无人太空船。这个计划夺得多项第一，包括：第一次跨星系星际飞越、第一个行星探测器以及第一个以重力加速航行的太空船。

“水手计划”前后一共发射了十个水手号探测器，其中七个成功三个失败。原本计划的“水手11号”及“水手12号”演变成“旅行者计划”中的旅行者1号和旅行者2号，而海盗1号及海盗2号火星探测器则是放大版的水手9号探测器。从旅行者号探测器系列之后，基于水手号设计的太空船还包括前往金星的麦哲伦号、前往木星的伽利略号。而第二代水手号（Mariner Mark II）最终演变成为目前正环绕土星的卡西尼－惠更斯号。发射前往冥王星的新地平线号，虽然大致基于简化的先驱者10号、先驱者11号，但也有部份特征源自水手号系列，包括三轴稳定器及一个旅行者号、卡西尼号式的通讯碟型天线。

所有水手号太空船皆基于八角型总线设计，可放置所有电器设备，例如天线、相机、推进剂及电源。在水手4号之后所有水手号太空船都有四个太阳能板做电源，除了水手10号有两个太阳能板，以及设计源自于游击兵球探测船计划的水手2号。此外，除了水手2号及水手5号的所有水手号太空船都有电视相机。前五艘水手号太空船以“宇宙神—爱琴纳”火箭发射，而后五艘则用“宇宙神—半人马”火箭发射。而所有在水手10号发射、基于水手号的探测船都用大力神三E型火箭、大力神4号运载火箭或是用固态燃料做为惯性上层节。

水手系列探测器基于”徘徊者计划“的探月徘徊者号探测器发展而来，基座是1.04米直径、0.36米厚的六边形。基座背面是48厘米直径的碟状定位天线，正面为金字塔型的金属框架。两侧为长5.05米，宽0.76米的太阳能电池板。除此以外还有备用的水银电池为系统供电。动力系统则是一个225牛推力的联氨和4台控制姿态的氮气喷气机。

上个世纪60年代，从美国太空总署发射的“水手”号探测器是美国发射到金星、火星和水星附近的一系列无人探测器。其中“水手2号”是世界上第一只成功的星际间探测器。

水手1号探测器是美国发射的第一个水手系列探测器，该探测器原计划探测金星，但因出现故障而被摧毁。水手1号原本企图飞越金星，尝试于1962年7月22日发射，但升空后约五分钟搭载它的阿特拉斯火箭故障偏离轨道，而遭到空军靶场安全官员(RSO) 摧毁。

“水手二号”探测器于1962年8月27日成功从发射场上发射。 做为“水手1号”太空船备份的“水手2号”（MARINER 2）重量为202.80 kg，其任务在于试图飞越金星并传回此行星之大气、磁场以及质量等数据。 　“水手2号”长距离飞行所需之电源，是由两片183 cm×76 cm以及152 cm×76 cm的太阳能板所供应，并于发射后44 min完全地伸展运作，除了辐射探测器失效外，“水手2号”其他探测仪器于全程之巡航任务中均正常地维持操作功能。“水手2号”于航向金星的过程中曾一度由于太空悬浮粒之撞击而失去控制，但在11月初包含太阳能吸收板之故障均又回复正常的运作。

在1962年12月14日“水手2号”以距金星34 773 km的距离通过金星，并于1963年1月3日前持续不断地传回所侦测之资料，整体而言此行之任务算是极为成功，目前“水手2号”仍然运行于太阳轨道中。

1964年，美国先后向火星发射了两枚探测器：水手3号和水手4号。

水手3号于12月5日发射升空，是美国发射的第一枚火星探测器，然而探测器的保护外壳未能按预定计划成功与探测器分离，导致探测器偏离轨道，最终导致发射失败。

水手4号于12月28日发射升空，这是有史以来第一枚成功到达火星并发回数据的探测器，水手4号于1965年7月14日在火星表面9800千米上空掠过火星，向地球发回了21张照片，此后又在环绕太阳轨道上花费三年时间对太阳风进行探测。水手4号发回的数据表明火星的大气密度远比此前人们认为的稀薄。

第一次成功发往火星的行星探测器是美国1964年11月28日发射的“水手4号”。次年7月，“水手4号”飞近这颗红色行星，距离表面9,846公里。该探测器摄取了22张火星的特写照片，它首次确认了火星表面陨石坑的存在。

水手5号于1967年6月14日发射前往金星，并且于1967年10月接近金星附近，飞到离金星的距离只有4000千米的地方。它携带了全套实验，以无线电波探测金星大气、检测紫外线下的亮度，并取得太阳粒子样本及磁场变动现象。

任务： 飞越金星

质量： 245 公斤 (540 磅)

传感器：紫外光度计、宇宙尘、太阳等离子、辐射遮版、宇宙线、磁场、无线电掩星和天体力学

状态： 水手5号 - 故障。陷入日心轨道

水手6号、水手7号为两艘相同的火星任务姊妹太空船。水手6号于1969年2月24日发射，水手7号于1969年3月27日发射。它们曾飞越火星赤道及南半球。“水手6号”主要在火星赤道地区，“水手”7号在南半球。两架飞船都飞过火星，拍取了210张高分辨率的照片。这些照片揭示出火星表面受到侵蚀的迹象。

但最后都陷入故障，没能完成所有任务。

任务： 飞越火星

质量： 413 kg (908 lb)

传感器：配有数位磁带的广角和窄视野照相机、红外光谱仪和辐射计、紫外光谱仪、无线电掩星和天体力学。

状态：

水手6号 - 故障，陷入日心轨道。

水手7号 - 故障，陷入日心轨道。

水手8号及水手9号是设计来联合绘制火星地表地图的两艘姐妹船，但水手8号因火箭故障而失败。它的姐妹船水手9号于1971年5月发射并成为第一个环绕火星的人造卫星。它于1971年11月进入火星轨道并开始拍摄地表照片及以红外线及紫外线仪器分析火星大气。

任务：环绕火星

质量：998 公斤 (2,200 磅)

传感器：配有数位磁带的广角和窄视野照相机、红外光谱仪和辐射计、紫外光谱仪、无线电掩星和天体力学。

状态：

水手8号 - 发射失败。

水手9号 - 结束。目前在火星的aerocentric轨道上，至少直到2022年才会脱离轨道进入火星大气。

1971年5月8日，水手8号发射升空，几分钟后因火箭故障坠入了大西洋。

1971年5月30日，水手9号发射升空，这是有史以来第一枚成功进入环绕火星轨道的探测器，取得了空前的成功。“水手9号”在经历了5个半月的飞行之后，于1971年11月13日抵达火星。这是第一次行星际宇宙飞船真正围绕另一行星作轨道运行。数星期内，由于大规模的尘暴将整个行星遮得严严实实，“水手9号”无法拍摄火星表面的照片。但是，在近一年的努力之中，“水手9号”绘制出了火星的地形，摄得火星的卫星火卫一和火卫二的照片。

“水手9号”发射回来的7,329张照片覆盖了火星表面超过80%的部分，揭示出一颗寒冷的布满尘埃的行星，有着坑坑洼洼的表面，被死火山、大峡谷和极冠所统治着。最令人惊奇的是这样一个发现：看似干涸已久的河床在某一时期曾拥有丰富的水源。发向地球的照片反驳了火星上存在运河的观点，使科学家作出结论，这颗红色行星上并没有生命存在的明显迹象。

水手10号太空船于1973年11月3日发射，它是第一个以重力支持轨道(gravity assist trajectory)加速，进入金星重力影响区内，接着金星的重力将它抛至一个稍微不同的轨道以接近水星。它同时也是第一个以近距离接近两个行星的太空船，还是第一艘近距离拍摄水星照片的太空船。

任务： 飞越金星及水星

质量： 433 公斤 (952 磅)

传感器：一对配有数位磁带的窄视野照相机、红外光谱仪和辐射计、紫外光谱仪、带电粒子、磁场、无线电掩星和天体力学。

状态： 水手10号 - 不再运作。位于日心轨道.

水手10号是人类设计的首个执行双行星探测任务的飞行器，也是第一个装备图像系统的探测器，它的设计目标是飞越水星和金星两大行星。它在1973年11月3日，由美国发射升空。水手10号重503千克，装备有紫外线分光仪、磁力计、粒子计数器，电视摄像机等仪器。1974年2月5日，水手10号从距金星5760千米的地方飞过，拍摄了几千张金星云层的照片。然后它继续朝水星前进。1974年3月29日，水手10号从离水星表面700公里（435英里）的地方通过，然后进入周期为176天的公转轨道，环绕太阳运行，其周期正好是两个水星年，这使它每次回到水星时都是在以前的同一地点，因为水手10号每绕太阳一圈，水星正好绕两圈。

1974年9月21日，水手10号第二次经过水星；1975年3月6日，它第三次从水星上空330公里（203英里）处经过。此时，水手10号耗尽了使它保持稳定位置的气体，因此无法再对这颗行星作进一步研究了。不过这3次近距离观测已拍摄到了超过1万张图片，涵盖了水星表面积的57%。