火星到太陽的距離大約是地球到太陽距離的1.5倍，火星上單位面積所接到的太陽光和熱只有地球的43％。火星兩極地區夜間溫度在-139攝氏度以下，火星赤道中午時的溫度可達20攝氏度。火星平均溫度在-23攝氏度以下，這與地球南極洲的年平均氣溫-25攝氏接近。火星的大氣極為稀薄，主要成分為二氧化碳和少量的氮、氬、氧等。火星的大氣壓力只有地球大氣壓的1/200，水蒸汽只有地球大氣中水蒸汽的1％。火星的泥土含鹽量較高。火星自轉一周是24小時37分23秒。它表面重力加速度只有地球表面的2/5。火星圍繞太陽公轉的週期為687天，相當於地球的兩年。
火星是一個直徑為6787千米的寒冷荒蕪的星球。在砂礫遍地、荒涼沉寂的火星表面，遍佈遭隕石襲擊後由撞擊形成的坑坑窪窪。它最引人注目的地形特徵是乾涸的河床。它們多達數千條，長度從數百千米到1000千米以上，寬度也可達幾千米到幾十千米，蜿蜓曲折，縱橫交錯，極為壯觀。它們主要集中在火星的赤道區域或附近。河床的存在使科學家們認為，現在乾燥異常的火星曾經有過大量的水。火星上最壯觀的特徵是位於南半球的大峽谷，其中尤以水手谷更為突出。水手谷由一系列峽谷組成，綿延5000千米以上，寬500千米，深達6000米左右。這是地球上任何峽谷都無法比擬的。奧林匹斯盾形火山更為神奇，這個口徑達600千米的大火山口竟比周圍地區高出26千米，是地球上珠穆朗瑪峰高度的3倍還多。像水手谷和奧林匹斯火山這樣的特大地貌，在太陽系裡是絕無僅有的。
火星的南北兩極都覆蓋著白色的極冠，多年的觀測表明，它們的大小隨季節而變化，不論是火星南極還是北極，這些冠狀物都在各自所屬的半球進入冬季時，開始擴大，而在夏季時縮小。空間探測器已經肯定：極冠中既有由水凝結成的冰，也存在著由二氧化碳在低溫下凝結成的乾冰，它是水冰和乾冰和混合物。科學家們估計，極冠中保存著的二氧化碳，大體上只及空氣中的20％；所保存的水分則比大氣中要多。如果這些冰全部融化成水，足以在火星表面形成一個10多米厚的水層。火星極冠並不是一整塊的，而是分層的，其周邊呈台階式，可能是因為火星上冷暖交替，使得極冠的融化和凍結也不斷交替而形成的。許多科學家因此對火星曾經存在生命抱有樂觀的態度。 |
