美国国家航空航天局在火星观察者号任务失败后，因为未来国际太空站建造成本上升，所以开始寻找更便宜，更小型的解决方案来进行星际探测任务。小型太空探测器技术专案小组在1994年成立，目的是替未来的微型探测器来制定指导方针。该小组确定微型太空探测器重量应在1.000公斤以下，并配备高度集中的仪器面板。一个新的火星探测计划在1995年开始，任务的设计方面包括目标应受到限制、成本低廉、可以频繁发射等特征。新探测方案中的第一个探测任务是1996年发射的火星全球探勘者号，它用来绘制火星地图，并使用火星观察者号搭载的设备来获得地质数据。在火星全球探勘者号升空后，火星气候探测者号搭载两台仪器准备前往火星，其中一个原本用在火星观测者号上面，用来研究火星气候和天气。