紅色是氧化鐵的顏色，火星表面大面積覆蓋了富含氧化鐵的岩石和土壤。

火星土壤成份跟地球差別不大，但缺得比較多的就是水份(雖然火星在兩極也有大量的冰，光是南極冰蓋如果全部融化也足以把火星整個表面淹沒11米)。

（上圖：火星極地的冰蓋）

正因為缺水，大量的鐵質岩石暴露在空氣中，被火星大氣中的氧氣氧化成為了氧化鐵(Fe2O3，就是俗稱的鐵鏽)，或者鐵質與火星些微的水份結合稱為氫氧化鐵後丟失一分子水而變成氧化鐵(這個過程無需氧氣參與——考慮到火星上微不足道的氧氣含量)。氧化鐵容易脫落形成微塵（會細到奈米級別），懸浮在火星的大氣中，隨火星的沙塵暴覆蓋全球，形成一種灰濛濛的紅色。所以不僅是火星的地面，包括火星的大氣也都是紅色的——一顆生鏽的星球。

（上圖：鐵鏽星球）

實際上火星的這層鐵鏽並沒有多厚，僅僅覆蓋了火星的淺表，堆積最厚處不過2m(那下面就不是紅色的了)。

（上圖：鐵鏽表層下方就不是紅色的了）

火星大氣層的主要組成成分是二氧化碳和紅色的細微塵埃。因為有大量的細微塵埃存在，火星的天空呈現粉紅色和紅色大地連成一片。