No ano de 1977 foram lançadas duas naves ao espaço, com o intuito de estudar os planetas Júpiter e Saturno. A essa missão deu-se o nome Missão Interplanetária Voyager. Originalmente o projeto da Missão Voyager era fazer um "Grand Tour" por Júpiter, Saturno, Urano, Netuno e Plutão, uma vez que estes encontravam-se em uma disposição tal que seria possível enviar as naves para estes cinco planetas. Outra oportunidade como essa surgiria apenas 176 anos mais tarde. Mas devido ao alto custo, a missão foi reduzida ao estudo de Júpiter e Saturno, apenas. Porém, ao encontrar Saturno, a missão recebeu um novo financiamento, e pode ser extendida ao estudo dos planetas Urano e Netuno.
As naves espaciais Voyager possuiam uma série de instrumentos científicos, projetados para estudar o meio interplanetário, bem como as características dos planetas. São eles:
Cada Voyager leva consigo duas câmeras, uma grande angular e uma pequena angular. A grande angular possui uma lente de 57mm de diâmetro, e distância focal de 200 mm. Já a pequena angular, a qual exige uma melhor resolução, possui um telescópio tipo Cassegrein, com 176mm de espelho primário e uma distância focal de 1.5 metros. Estas câmeras foram usadas para a obtenção de fotos dos planetas e suas luas, e também para o estudo da dinâmica de atmosferas, uma vez que através de fotos é possível a observação do movimento de nuvens. Estas câmeras, assim como a maioria dos instrumentos científicos, estão em uma plataforma que se movimenta para direcioná-las. As duas naves juntas obtiveram 72 226 imagens dos planetas, suas luas e anéis.
Este instrumento possui um telescópio do tipo Cassegrein com 500 mm de espelho primário e uma distância focal de 3 metros. O espectrômetro tem como função a obtenção do espectro eletromagnético na faixa do infravermelho, e o radiômetro mede a intensidade de radiação infravermelha que nele incide. A partir deste instrumento foi possível a aquisição de dados acerca da temperatura dos planetas e luas, e suas atmosferas.
Este instrumento analiza luz na faixa do ultravioleta, tornando possível assim o estudo de atmosferas e auroras, que são fenômenos decorrentes da interação entre partículas emitidas pelo vento solar e as atmosferas dos planetas.
Este sistema é constituído por dois instrumentos, o fotômetro e o polarímetro. O primeiro tem como objetivo medir a intensidade de luz que nele incide. A partir disto é possível, por exemplo, obter o albedo (relação entre luz incidente e luz refletida) de um certo corpo. O polarímetro analiza o modo como a luz é refletida em uma certa superfície, determinando assim a sua estrutura. Além disto, é usado também no estudo de atmosferas e anéis planetários. O fotopolarímetro possui um telescópio do tipo Cassegrein, com abertura de 150 mm e uma distância focal de 210 mm.
Este instrumento mede diretamente o campo magnético. Para a medida não ser alterada pelos campos magnéticos gerados pelos instrumentos da própria sonda, o magnetômetro é está localizado em uma haste de 13 metros de comprimento, afastando-o assim da nave.
Cada Voyager possui duas antenas de 10 metros, que medem emissões naturais de ondas de rádio. Essas ondas podem ser geradas naturalmente pelos planetas, na interação entre partículas (prótons, elétrons, núcleo de átomos) e campos magnéticos, ou pela colisão de poeira na própria nave.