Mars Odyssey či 2001 Mars Odyssey je americká kosmická sonda, která byla vypuštěna 7. dubna 2001 z mysu Canaveral a na orbitu Marsu navedena 24. října 2001. V evidenci COSPAR je vedena jako 2001-013A. Její vypuštění bylo součástí programu NASA Mars Exploration Program. Jejím hlavním úkolem bylo zjišťování podrobného složení povrchu, zkoumání výskytu vody a průzkum polárních čepiček pomocí spektrometru. Na oběžnou dráhu Země byla vynesena pomocí nosné rakety Delta II.
