火星・木星への探査機の飛行の手順は内惑星とほぼ同じである．土星以遠の惑星への飛行は，ホーマン軌道というより，太陽系脱出の，太陽を焦点とする双曲線軌道に近いコースをとる．

地球軌道上での太陽系脱出速度46.7km/秒（地球の公転方向に打ち上げた場合は，地球の公転速度が利用できるので16.7km/秒=第3宇宙速度）を得るため，スイングバイで加速する探査機が多い．ヴォイジャー2号探査機は，打ち上げ時には木星にいける速度しかなかったが，スイングバイを重ねて速度をあげ，土星，天王星，海王星をすぎて太陽系を脱出した．

初の木星以遠への探査機は，1972年打ち上げのアメリカのパイオニア10号．高価な大型キックモーターが使えたこの探査機は，打ち上げ翌年の1973年に木星に到達した．最近は弱いキックモーターしか使えないため，ガリレオ探査機は1989年打ち上げ，金星や地球によるスイングバイで加速し，６年後の1995年末にようやく木星についた．現在まで，木星以遠の惑星探査機はアメリカの６機しかない．最近打ち上げられたのは土星へ向かうNASA/ESAのカッシーニ探査機がある．