Druga amerykańska sonda przeznaczona do fotografowania Marsa z orbity wokółplanetarnej.
Pierwszy sztuczny satelita Marsa

Rakieta Atlas Centaur, masa sondy 997,9 kg (w tym 439,1 kg paliwa).
Mariner-9 wyposażony został w dwie kamery TV, radiometr podczerwieni, spektrometry ultrafioletu i podczerwieni oraz aparaturę radiową.
Sonda była zasilana z czterech baterii słonecznych o rozmiarach 215 x 90 cm każda i rozpiętości 6,89 m. Wytwarzały moc 800 W w odległości orbity Ziemi i 500 W na orbicie Marsa.

Przebieg lotu:
Start nastąpił 30 maja 1971 r. o godz.  22:23 UT.
Oddzielenie sondy od ostatniego członu rakiety nastąpiło o 22:36, cztery minuty później rozłożono baterie słoneczne. Korektę trajektorii międzyplanetarnej przeprowadzono 5 czerwca 1971 r.
14 listopada 1971 r. Mariner-9 zbliżył się do Marsa, 15,5-minutowy manewr hamujący wprowadził sondę na orbitę wokół planety o minimalnej wysokości 1398 km nad powierzchnią i okresie obiegu 12h 34m. 16 listopada perycentrum orbity obniżono do 1387 km, okres obiegu skrócono do 12h. Trzecią korektę orbity przeprowadzono 30 grudnia na 94 okrążeniu planety - ostateczne parametry orbity wyniosły 1650 x 17205 km, T = 12h 24m, i = 64,28°.
Fotografowanie powierzchni Marsa opóźniło się z powodu globalnej burzy pyłowej, która rozpętała się we wrześniu 1971 roku i uspokoiła dopiero w grudniu.
Mariner-9 przesłał ogółem 7329 obrazów powierzchni Marsa, które obejmowały praktycznie cały glob, a także księżyce planety Phobosa i Dejmosa.
27 października 1972 r. sonda zakończyła pracę na orbicie z powodu wyczerpania zapasów gazu do silniczków sterowania położeniem. Pozostanie na orbicie przez okres ok. 50 lat, zanim spłonie w atmosferze Marsa.