NASA początkowo planowała zrealizować projekt „Grand Tour” (Wielka Wyprawa), który przewidywał skonstruowanie czterech sond. Pierwsze dwie sondy wystrzelone w 1977 roku przeleciałyby kolejno obok Jowisza, Saturna i Plutona. Druga para sond wystrzelona w 1979 roku zbliżyłaby się do Jowisza, Urana i Neptuna. Jednak koszt takiej misji, wynoszący około miliarda dolarów, przerósł ówczesne możliwości NASA. Nie zaniechano jednak badania zewnętrznych planet. Skromniejszy program zaczęto realizować w 1972 roku. Początkowo miał on być kontynuacją programu Mariner (loty 11 i 12, określane też jako program Mariner Jupiter/Saturn 1977). W marcu 1977 roku nazwę zmieniono na program Voyager. Celem misji miał być Jowisz i Saturn, jednak zachowano możliwość skierowania jednej z sond do wszystkich czterech planet olbrzymów. Sondy zostały zbudowane w Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie. Do każdej z nich został dołączony Voyager Golden Record, na którym zapisane są pozdrowienia wypowiadane w 55 językach, muzyka oraz dźwięki i obrazy przedstawiające różnorodność życia i kultury na Ziemi.