Vivant à Cape Canaveral, à côté du site de lancement en Floride, une petite souris prend accidentellement place dans une fusée en direction de Mars. Incapable de revenir sur Terre, elle se lie néanmoins d'amitié avec de drôles de petits personnages tels qu'un martien et une taupe avec lesquels elle fait les quatre cents coups. A défaut de fromage, la souris troque son aliment favori contre des bonbons qui poussent sur les arbres. Cependant, en abusant de sucreries, elle grandit et devient alors une géante pour la pauvre planète rouge...
Inspirée d'un livre pour enfants et diffusée pour la première fois le 6 janvier 1976 sur la chaîne allemande Bayerischen Fernsehen, la série animée a été créée à la suite d'un concours d'idées réunissant 22000 lettres d'enfants. Ces dernières provenaient des cinq pays ayant participé à la production de l'animé.
Les Aventures d'une Souris sur Mars a été transposée en DVD en 2007 mais aussi en un livre, publié en 1976, s'appuyant sur les récits de 84 pupilles.
En France, la série est diffusée la première fois dans le cadre de l'émission « Récré A2 » sur Antenne 2 en 1982.