2001火星奥德赛号(2001MarsOdyssey)是美国国家航空航天局的火星探测卫星，主要任务是寻找水与火山活动的迹象，于2001年升空。这次任务的名称是根据电影《2001太空漫游》来命名的。NASA已经开始进行第三个为期两年，至2010年9月为止的延伸任务以观测火星南北极冰冠、云、沙尘暴等现象以了解火星表面不同时间的改变，以及对火星表面矿物的测绘能有更好的结果。2008年9月30日卫星花6分钟点燃助推火箭改变轨道，好让红外线遥测有更佳的结果以测绘火星表面矿物。但是这新的轨道也将使伽马射线光谱仪因为过热而无法使用。这次延伸任务也延续了对其他火星任务的支持。一般认为可以继续使用至2015年。