La sonde pesait 3440 kg et était identique à sa sœurMars 5. Elle était équipée d'un système d'imagerie à deux caméras, d'unphotomètre, de capteurs pour étudier les particules duvent solaire, d'unmagnétomètre, d'unradiomètre infrarouge, d'un autre photomètre infrarouge, d'un photomètre ultraviolet, d'un photomètre travaillant dans 6bandes spectrales visibles, d'unradiotélescope et d'unspectromètre.
Mars 4 aurait dû relever des informations sur la structure de la surface martienne en se plaçant en orbite et aurait dû servir à faire le relais entre les transmissions Terre/Mars 6 et 7.
Mars 4 décolle le dans une fusée Proton puis se met en orbite autour de la Terre. Une heure et demie après, la sonde part vers sa destination. Le, Mars 4 arrive à portée de Mars.
