Межпланетная станция была создана в НПО имени С.А. Лавочкина, которое находится в Подмосковье. Масса "Марса-5" составляла четыре тонны. Автоматическая межпланетная станция была оснащена несколькими научными приборами, предназначенными для изучения Красной планеты.

Космический аппарат оборудовали лайман-альфа-фотометром, который был предназначен для обнаружения водорода в атмосфере Марса. Также на борту станции установили магнитометр для и измерения магнитного поля Красной планеты, а для измерения температуры Марса космический аппарат оснастили инфракрасным радиометром.

Через тернии к звездам: 60 лет со дня первого полета человека в космос

Для запуска "Марса-5" использовали ракету-носитель тяжелого класса "Протон-К". Для управления автоматической межпланетной станцией применяли наземный радиотехнический  комплекс "Плутон", расположенный в Крыму.

Станция вышла на орбиту Марса 12 февраля 1974 года. Наземные службы получили информацию о  разгерметизации приборного отсека. Из-за этой поломки станция могла работать на орбите Марса не больше трех недель. Было принято решение как можно скорее начать выполнение программы исследований.

Несмотря не небольшое время работы станции был проведен значительный объем научных наблюдений и измерений. Во время полета от Земли до Марса с помощью спектрометров измерили энергию частиц солнечного ветра. Также провели  двухчастотное радиопросвечивание атмосферы Марса, в результате которого получили информацию о давлении в нижних слоях атмосферы.

С помощью оборудования, которым была оснащена станция, изучили свойства марсианского грунта. Фототелеметрические камеры сделали 108 снимков Красной планеты.

Последний сеанс связи с космическим аппаратом был проведен 28 февраля 1974 года.