NASA的旅行者1號和旅行者2號的發射時間選定在1977年的8月和9月，這確實趕上了百年一遇的大好機會，因為探測器只要以較少的燃料來調整航向，就能在較短的時間內遍歷當時從未探測過的太陽系四大巨行星——木星、土星、天王星和海王星。
各大行星與太陽的距離不同，它們的公轉角速度也會不同。距離太陽越遠的行星，公轉角速度越慢。在大部分時候，行星分布在太陽的不同方位。只有經過一定時間的運行，各大行星才有可能出現太陽的同一側較小的角度範圍之內，從而出現所謂的「行星連珠」現象。
在上個世紀70年代末80年代初，太陽系中的四大巨行星出現了罕見的幾何排列方式，這使得太空飛船可以沿著特定路徑從一顆行星飛到另一顆行星，不需要多少的燃料就能改變飛船的航向，並且還能利用行星的引力彈弓效應進行加速。在這種情況下，飛向海王星只要12年，而不是通常的30年。四顆巨行星出現這種現象非常難得，平均每隔175年才會發生一次。
因此，旅行者1號和2號為了這次百年一遇的機會應運而生。旅行者2號在1977年8月20日率先離開地球，踏上行星際之旅。同年9月5日，旅行者1號緊隨其後飛向太空。
雖然一次性造訪四顆巨行星的任務是可行的，但建造一艘能夠完成長期探測任務的太空飛船被認為過於昂貴，因為這樣攜帶的儀器需要持續工作足夠長的時間。因此，旅行者1號只造訪了土星和木星，並且對它們的行星也進行了一番研究。結束行星探測任務後，與土星分道揚鑣的旅行者1號朝著蛇夫座方向進發，飛往遙遠的星際空間。
旅行者2號則先後造訪了四大巨行星，並且也是迄今為止唯一飛掠過天王星和海王星的探測器。旅行者2號最終朝著孔雀座方向進發，踏上了漫漫星際之旅。
雖然結束了行星探測的任務，但兩艘探測器還會繼續研究星際空間的環境。旅行者號還能繼續向地球傳回有價值的數據，直到2025年才會耗盡電力與地球徹底失聯。