Pioneer 10 tuvo su encuentro más cercano a Júpiter el 3 de diciembre de 1973, pasando a sólo 81.000 millas de altitud sobre sus nubes más externas. Este acontecimiento histórico abrió el camino para la exploración del Sistema Solar exterior, constituyendo la base para las misiones Voyager y otras como: Ulysses desbordando la eclíptica, Galileo investigando Júpiter y sus satélites, la sonda Cassini yendo a Saturno y Titán, o la New Horizons hacia Plutón.
Durante su encuentro con Júpiter, Pioneer 10 fotografió el planeta y sus lunas, realizó mediciones de la magnetosfera de Júpiter -donde sobrevivió a una intensa lluvia radiactiva-, los cinturones de radiación, el campo magnético, su atmósfera, y el interior. Estas mediciones fueron decisivas en el diseño de las sondas Voyager y Galileo.
La Pioneer 10, de 258 kilogramos de peso, fue lanzada el 2 de Marzo de 1972 desde Cabo Cañaveral a bordo de un cohete Atlas-Centaur. En su momento se convirtió en la nave espacial más rápida de la Tierra. Fue la primera en atravesar el cinturón de asteroides, la primera en visitar Júpiter, la primera en alejarse más allá de la órbita del planeta de nuestro sistema solar más distante al Sol, y la primera en utilizar la gravedad de un planeta para cambiar su curso y alcanzar la velocidad de escape necesaria para salir del sistema solar.
Aún después del agotamiento de su fuente de energía para los sistemas de a bordo, formada por cuatro generadores de radioisótopos, y sin combustible para acelerar, la trayectoria de la Pioneer 10, en ruta interestelar, la llevará a las inmediaciones de otras estrellas. Si su rumbo no ha sido alterado demasiado la sonda tendrá su primer encuentro sideral dentro de unos 300.000 años cuando pase a una distancia de tres años-luz de la estrella enana roja Ross 248 en la constelación de Tauro. Ross 248 es una estrella de magnitud 11 a una distancia de 10,3 años-luz de la Tierra.
La Pioneer 10, a modo de embajador cósmico de la humanidad, lleva un mensaje destinado a hipotéticas formas de vida inteligentes con las que se encuentre en su largo viaje a través de la galaxia. Todavía no ha habido respuesta a ese mensaje.