این دو فضاپیما برای پرواز بر فراز استوا و نیمکره جنوبی مریخ طراحی شده بودند تا سطح و جو سیاره را در پرواز‌های نزدیک مورد مطالعه قرار دهند و پایه‌ای برای تحقیقات آتی، به‌ویژه جستجوی حیات فرا‌زمینی فراهم آورند.
مارینر ۶ نیز مأموریت نمایش و گسترش فناوری‌های مورد نیاز برای مأموریت‌های آتی مریخی و ارائه داده‌هایی برای برنامه‌ریزی مارینر ۷ را بر عهده داشت.
هر دو فضاپیما از ایستگاه نیروی هوایی کیپ کاناورال پرتاب شدند و بر فراز مناطق استوایی و قطب جنوب مریخ پرواز کردند و در مجموع ۱۴۳ عکس نزدیک از سیاره و ۵۵ عکس از نمای نزدیک به زمین ارسال نمودند.
مارینر ۷ جو مریخ را به دقت بررسی کرد و ترکیب شیمیایی آن را آشکار ساخت؛ نزدیک‌ترین فاصله هر دو فضاپیما به سطح مریخ حدود ۳۵۵۰ کیلوم‌تر برآورد می‌شود.
