天问一号火星探测任务已实现了火星到达和着陆巡视，正在开展的
天问二号小行星取样返回任务将实验从地外天体采样返回技术，而这些，都将成为天问三号火星取样返回重要环节的先期验证。
2022年4月24日，中国首次火星探测任务工程总设计师
张荣桥中国航天日表示：天问三号是从
火星取样返回。计划2028年实施天问三号
火星取样返回。
2024年9月5日，在安徽黄山召开的第二届深空探测（天都）国际会议主论坛上，天问三号任务总设计师刘继忠介绍，我国天问三号任务计划在2028年前后实施两次发射任务，实现火星样品返回地球。
2024年10月15日，国新办举行新闻发布会，介绍中国空间科学中长期发展规划有关情况。在行星探测方面，未来会发射天问三号，天问三号将进行火星采样返回，对火星的环境进行探测。
2024年12月5日消息，天问三号（TW-3）将于2031年前后采集火星样品返回地球，其第一科学目标为寻找火星生命痕迹。本次任务计划一次实现“着陆-采样-返回”，因此，着陆点即为采样点。