۵ دسامبر ۱۹۷۳، فضاپیمای پایونیر ۱۰ ایالات‌متحده از ۱۳۰,۳۵۴ کیلومتری مشتری عبور کرد.

پروژه پایونیر که شامل دو مأموریت مهم پایونیر ۱۰ و پایونیر ۱۱ می‌شد، برای اکتشافات بین‌سیاره‌ای طراحی شده‌ می بود. این دو کاوشگر ماموریت کاوش سیارات بیرونی منظومه شمسی همانند مشتری و زحل را داشتند.

در میانه عبور، فضاپیما اولین تصاویر نزدیک از سیاره را به دست آورد. کمربندهای تشعشعی شدید مشتری را ترسیم کرد، میدان‌های مغناطیسی سیاره را اشکار کرد و کشف کرد که مشتری عمدتاً یک سیاره گازی است.

بعد از گذر از کنار مشتری، پایونیر ۱۰ مناطق بیرونی منظومه شمسی را کاوش کرد. این چنین ذرات پرانرژی خورشید (باد خورشیدی) و پرتوهای کیهانی داخل شده‌ به قسمت ما از کهکشان راه شیری را مطالعه کرد. در طول این مأموریت، از ابزارهای داخل هواپیما برای مطالعه کمربند سیارک‌ها، محیط اطراف مشتری، باد خورشیدی، پرتوهای کیهانی و درنهایت دوردست‌های منظومه شمسی و هلیوسفر منفعت گیری شد.

این فضاپیما به انجام تحقیقات علمی مورد قیمت در نواحی بیرونی منظومه‌شمسی در ادامه گفت تا این که مأموریت علمی آن در ۳۱ مارس ۱۹۹۷ به آخر رسید.

ارتباطات رادیویی با فضاپیما در ۲۳ ژانویه ۲۰۰۳ به‌علت از دست رفتن‌ توان الکتریکی فرستنده رادیویی آن با کاوشگر در فاصله ۱۲ میلیارد کیلومتری از زمین قطع شد.