Radziecka sonda Marsa przeznaczona do umieszczenia na orbicie wokół planety, miała służyć - obok Marsa-4 - do retransmisji sygnałów z lądowników sond Mars-6 i 7.
Druga z czterech sond wysłanych w oknie startowym roku 1973.

Rakieta nośna Proton, masa sondy 3440 kg, w tym masa paliwa 1170 kg.
Głównym wyposażeniem naukowym były kamery - szerokokątna Vega i wąskokątna Zufar o zdolności rozdzielczej do 100 m, ponadto fotometr Lyman-Alpha do badania zawartości wodoru w górnej atmosferze, magnetometr, radiometr podczerwieni do pomiaru temperatury powierzchni, polarymetry do badania struktury powierzchni oraz spektrometry i fotometry do badania atmosfery Marsa. Aparatura radiowa została wykorzystana do pomiaru gęstości atmosfery podczas zachodzenia sondy za tarczę planety.

Przebieg lotu:
Start nastąpił 25 lipca 1973 r. o godz. 18:55:48 UT.
Sonda pomyślnie została wprowadzona na trajektorię międzyplanetarną, na której przeprowadzono tylko jedną korektę w dniu 3 sierpnia.
12 lutego 1974 r. o godz. 15:45 UT sonda Mars-5 weszła na orbitę wokół Marsa.
Parametry orbity czwartego sztucznego satelity Marsa wynosiły 1755 x 32 555 km, i = 35,3°, T = 24 h 53 m i były bardzo bliskie zaplanowanych. Wkrótce po wejściu na orbitę stwierdzono ucieczkę azotu z hermetycznej sekcji aparatury, co ograniczyło okres funkcjonowania aparatury naukowej do 3 tygodni.W trybie przyspieszonym przystąpiono do fotografowania powierzchni planety z użyciem filtrów barwnych i obiektywów szeroko i wąskokątnych. Ogółem uzyskano 108 zdjęć, z których tylko część była udana, jednak te udane stanowią do dziś najlepsze obrazy Marsa uzyskane przez Rosjan.
28 lutego 1974 roku Mars-5 przesłał na Ziemię ostatnie zdjęcia i na tym zakończyła się naukowa część misji.