無人駕駛，沒有返程。太空探測器是一種無人太空船，建造目的是為了探索遙遠的目標、傳回數據，通常會持續運作遠遠超過其設計壽命。

探測器種類繁多，從小型飛掠太空船到搭載數十台儀器的複雜軌道飛行器，應有盡有。它們造訪行星、衛星、小行星和彗星，少數探測器甚至完全飛出了太陽系。通訊延遲從幾分鐘到幾小時不等，這意味著探測器必須自行解決問題。

值得注意的探測

• 旅行者1號和2號於1977年發射
• 新視野號探測器飛越了冥王星
• 羅塞塔號探測器降落在彗星上
• 帕克太陽探測器，研究太陽日冕

電力始終是限制因素。太陽能電池板在靠近太陽時能正常運作，但隨著距離的增加，功率會逐漸衰減。放射性同位素熱電發電機可以為外行星探測任務提供數十年的電力。