任务是进行长期的火星高层大气探测，并研究其与太阳风的相互作用，跟踪从火星稀薄大气层中排出的氧分子的轨迹。希望”号探测器于1998年7月3日，由M-5运载火箭在日本鹿儿岛发射场发射。探测器质量540千克，主体结构尺寸1.6米×1.6米×0.58米，太阳翼跨度6.2米。探测器携带可见光相机、磁强计、高能电子实验设备、高能离子实验设备、高能离子质量实验设备（瑞典）、高能粒子实验设备、热离子漂移实验设备（加拿大）、电子/紫外光谱仪、探声器/高频波设备、等离子体实验设备、中性气体质谱仪（美国）、尘埃计数器（德国）、XUV与EUV光谱仪、超稳振荡器/无线电科学实验设备等载荷设备。

“希望”号探测器经过1998年9月24日和1998年12月18日两次月球借力飞行和1998年12月20日地球借力飞行，探测器进入行星际轨道。2002年探测器电源系统发生故障导致主发动机不能工作，无法进入火星轨道。2003年12月14日，探测器在距火星1000千米处飞过，进入绕太阳运行的轨道。

“希望”号探测器虽然探测火星的任务失败，但在绕太阳运行过程中，星上的有效载荷对星际空间环境、月球等离子体环境和太阳等进行了观测，获得了大量科学数据，如离子光谱分析仪探测到由月球反射的太阳风等离子体，紫外成像光谱仪探测到星际空间中氢的莱曼-阿尔法射线。