Поиски жизни на Марсе стали главной задачей программы «Викинг». Летом 1975 года с мыса Канаверал были запущены аппараты «Викинг-1» и «Викинг-2», которые достигли места назначения в июле и августе 1976 года. Каждый из них состоял из орбитального модуля, остававшегося на орбите Марса для длительных наблюдений, и спускаемого аппарата, который опускался на поверхность планеты. Несмотря на то, что места посадки — в целях обеспечения безопасности — были выбраны в северном полушарии планеты недалеко друг от друга, географическая широта этих точек определялась «биологическими критериями», то есть возможностью обнаружения жизни. Орбитальные модули передали богатую информацию о планете, которая продолжает изучаться и анализироваться, причем в процессе анализа постоянно выявляются новые детали. Спускаемые аппараты прислали захватывающие снимки марсианского ландшафта, сделанные с близкого расстояния, а также выполнили серию экспериментов по поиску жизни на Марсе.
Помимо приборов для анализа атмосферы и фотокамер для съемки окрестностей точек приземления на каждом из спускаемых аппаратов был установлен газовый хроматограф/масс-спектрометр, предназначенный для исследования поверхности на наличие органических веществ, а также три устройства для выявления метаболической активности любого организма в почве. Образец почвы соскребался механической «рукой», помещался в небольшую печь, нагревался, а затем анализировался. В пробах не было обнаружено никаких живых организмов — только двуокись углерода и небольшое количество паров воды. Не обнаружилось даже органических молекул, которые приносят с собой метеориты. Ученые предположили, что даже если такие молекулы в прошлом и попали на Марс, то высокий уровень ультрафиолетового излучения на поверхности планеты (из-за очень тонкой защитной атмосферы) должен был полностью разрушить их.
В процессе длительных экспериментов на Марсе имели место драматические и волнующие события. Способность специалистов NASA управлять с Земли работами на поверхности Марса напоминает волшебную сказку; им удалось выполнить запланированную программу и искусно преодолеть возникшие трудности. Так, например, неисправность механических рук удалось устранить при помощи команд с Земли. Были успешно преодолены и другие сбои. Когда эксперименты по газообмену выявили выброс кислорода, все замерли в напряженном ожидании; приборы «Викинга-2» должны были подтвердить или опровергнуть данные «Викинга-1», и это оставляло открытым вопрос, являлись ли изменения в пробах почвы органическими или химическими — то есть биологическими или относились к неживой природе. «Викинг-2» подтвердил результаты экспериментов своего предшественника: при смешивании газов или при помещении марсианской почвы в «питательный раствор» наблюдались заметные изменения уровня двуокиси углерода, однако причина этих изменений (биологическая или химическая) так и осталась невыясненной.
Те, кто жаждал найти жизнь на Марсе, а значит, и подтверждение теорий о том, что жизнь на Земле возникла спонтанно из «первичного бульона», с сожалением признали, что никаких свидетельств существования жизни на Марсе не обнаружено. Общую точку зрения выразил Норман Горовиц из Калифорнийского политехнического института, заявив («Scientific Атегісап», ноябрь 1977 года), что «по крайней мере, те зоны на Марсе, которые исследованы двумя космическими аппаратами, необитаемы. Возможно, данный вывод относится и ко всей планете, но это сложная проблема, которая пока не может быть разрешена».