火星是太陽系八大行星之一，是太陽系由內往外數的第四顆行星，屬於類地行星，直徑約為地球的53%，自轉軸傾角、自轉週期均與地球相近，公轉一週約為地球公轉時間的兩倍。橘紅色外表是地表的赤鐵礦（氧化鐵）。中國古書上將火星稱為“熒惑星”，西方古代（古羅馬）稱為“戰神瑪爾斯星”。

火星的大氣密度只有地球的大約1%，非常乾燥，溫度低，表面平均 溫度零下55℃，水和二氧化碳易凍結。在火星的早期，它與地球十分相似。像地球一樣，火星上幾乎所有的二氧化碳都被轉化為含碳的岩石。但由於缺少地球的板塊運動，火星無法使二氧化碳再次迴圈到它的大氣中，從而無法產生意義重大的溫室效應。因此，即使把它拉到與地球距太陽同等距離的位置，火星表面的溫度仍比地球上的冷得多。

火星的那層薄薄的大氣主要是由遺留下的二氧化碳（95.3%）加上氮氣（2.7%）、氬氣（1.6%）和微量的氧氣（0.15%）和水汽（0.03%）組成的。火星表面的平均大氣壓強僅為大約7毫巴（比地球上的1%還小），但它隨著高度的變化而變化，在盆地的最深處可高達9毫巴，而在奧林帕斯山脈的頂端卻只有1毫巴。但是它也足以支援偶爾整月席捲整顆行星的颶風和大風暴。火星那層薄薄的大氣層雖然也能製造溫室效應，但那些僅能提高其表面5℃的溫度，比我們所知道的金星和地球的少得多。火星的兩極永久地被固態二氧化碳（乾冰）覆蓋著。這個冰罩的結構是層疊式的，它是由冰層與變化著的二氧化碳層輪流疊加而成。在北部的夏天，二氧化碳完全昇華，留下剩餘的冰水層。由於南部的二氧化碳從沒有完全消失過，所以我們無法知道在南部的冰層下是否也存在著冰水層。這種現象的原因還不知道，但或許是由於火星赤道面與其執行軌道之間的夾角的長期變化引起氣候的變化造成的。或許在火星表面下較深處也有水存在。這種因季節變化而產生的兩極覆蓋層的變化使火星的氣壓改變了25%左右。（由海盜號飛船測量出）。但是透過哈勃望遠鏡的觀察卻表明海盜號當時勘測時的環境並非是典型的情況。火星的大氣似乎比海盜號勘測出的更冷、更幹。