地球与火星围绕太阳的轨道并不一样（如图1），因此两个星球之间的距离会随着季节转变。两者之间的距离可由无线电通讯的时间反映，由地球往火星发射的无线电，耗时17分钟才抵达火星表面，所以一来一往的通讯需要35分钟。
这一距离，也导致无线电信号在穿越太空时失去能量，在抵达目的地前已沦为极微弱的信号。
从火星上把探测数据传送到地球表面有两种方式。
第一是利用探测车上的天线把信号直接发回地球。美国“毅力号”探测车上装有X波段高增益天线（7-8 GHz）能把数据直接传送到地面。
第二种方式则是把一枚人造卫星放在火星轨道上（又称围绕器），作为信号中转站（如图2）。前者的好处是能快速把探测车上的数据直接传回地球；缺点是上/下载数据的时间窗口有限于地球与探测车之间，以及探险车与围绕器之间的角度。
由于围绕器本身也有探测仪器与能高速传送数据的关系，火星车探测器会通过围绕器把数据传送回地球，因为信号极弱，需要大型天碟接收。另一方面，由于火星车上的记忆量有限，因此必须以最有效和最快速的方式把资料下载到地球。
为了解决地球与深太空飞行器之间的联系问题，美国早在年代就已经设立了一个深太空网络。这个网络事实上是分布在地球三个地方的地面接收站设施。这三个设施分别坐落在美国加利福利亚、西班牙马德里与澳洲坎贝拉（图3）。每个设施都有4个大碟接收来自太空的讯号。
这三个设施之间的距离大约是120角度，在地球自转的任何时间，确保在深太空的飞行器能至少与其中一座设施保持联系。
目前， 美国深太空网络不仅与已在火星的探测器保持联系，其他的还包括探测冥王星的“新视野号”飞行器、探测木星的“朱诺号”飞行器、还有已经飞出太阳系的两枚“航海家”飞行器。此外，阿联酋日前通过日本所发射的“希望号”火星围绕器也会通过美国的深太空网络上/下载数据。
早在2006年3月，美国太空宇航署已经部署火星侦察轨道器（Mars Reconnaissance Orbiter, MRO）。它除了探测火星表面以外，也充当信号中转站。根据美国太空署的资料，地球的深太空网络每天有10至11个小时与火星侦察轨道器保持联系，数据速率每秒0.5至4兆位。
中国也拥有自己的深太空网络，但是除了一座位于阿根廷的海外地面接收站设施，其余三座都是坐落在北京、云南与天津。因此，假设中国的火星围绕器与美国 MRO 同样轨迹，中国深太空网络与“天问一号”每天所能接触的时间预计只有6至8小时。
因此从“天问一号”上的电源供应以及深太空网络限制，中国的火星任务很大程度上还是仅以实现登陆与验证技术为主，若要谈真正的火星探测，恐怕是要“天问二号”才能真正有实质成果。
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