Prvotné pozorovania
Spoľahlivú informáciu o tom, kedy bola planéta Mars prvý raz pozorovaná, nemáme k dispozícii, pravdepodobne to ale bolo okolo roku 3000 až 4000 pred Kr. Všetky veľké staroveké civilizácie, Egypťania, Babylončania a Gréci, vedeli o tejto „putujúcej hviezde“ a dávali jej svoje pomenovania. Horniny, pôda a obloha majú červený, alebo ružový odtieň. Staré národy ju považovali za symbol ohňa a krvi. Preto to boli názvy ako „Červený objekt“, „Nebeský oheň“, „Pochodeň“, „Nebeský bojovník“ alebo „Boh vojny“.

Obehové charakteristiky
Mars obieha okolo Slnka raz za 687 dní. Jeho vzdialenosť od Slnka sa mení od 207 do 249 miliónov kilometrov (stredná vzdialenosť je 228 miliónov km). Jednu otočku okolo svojej osi (marťanský deň) vykoná raz za 24 hodín 37 minút a 23 sekúnd, dĺžka dňa na Marse sa podobá dĺžke pozemského dňa najviac spomedzi všetkých planét Slnečnej sústavy.

Atmosféra a klimatické podmienky
Mars má medzi všetkými planétami v Slnečnej sústave najprijateľnejšie klimatické podmienky na povrchu v porovnaní so Zemou, hoci človek by na povrchu súčasného Marsu nemohol žiť. Atmosféra je veľmi riedka a je zložená hlavne z oxidu uhličitého s malým množstvom ostatných plynov. Tlak na povrchu sa pohybuje okolo 6 až 10 hektopascalov, čo je približne 100 až 150-krát menej ako na Zemi.
I keď atmosféru tvorí prevažne oxid uhličitý (95%), skleníkový efekt vzhľadom na hustotu atmosféry je veľmi malý (teplota na Marse je asi iba o 7 stupňov Celzia vyššia ako keby tam žiaden skleníkový efekt nebol). Ďalšími zložkami atmosféry sú: dusík (2,7%), argón (1,6%), kyslík (0,15%), oxid uhoľnatý, vodné pary a ďalšie plyny.
Priemerná teplota povrchu planéty je okolo -56°C. Pre Mars sú charakteristické veľké rozdiely medzi dňom a nocou. Na rovníku sa teploty bežne pohybujú zväčša od -90 do -10°C, a nad nulu sa dostanú iba málokedy. Naproti tomu teplota vrchnej vrstvy pôdy môže na niektorých miestach dosiahnuť cez deň až okolo 30°C.

Oblačnosť
I keď je planéta studená a suchá, má veľmi dynamické počasie.
Na Marse môžeme pozorovať 3 druhy oblakov:
BIELE: podobné našim cirrom, tvoria väčšie sústavy oblakov (skladajú sa pravdepodobne z ľadových kryštálikov). Vyskytujú sa nad vrcholkami pohorí. Pohybujú sa hlavne v oblasti rovníka a oblasti pólov. Tvoria i ranné mlhy. Môžu pravdepodobne spôsobovať aj sneženie, čím sa v zimnom období obnovujú polárne čiapky Marsu. Pod relatívne tenkou vrstvou oxidu uhličitého a nánosmi prachu sa predpokladá hrubá vrstva vodného ľadu. Vodný ľad sa môže nachádzať aj pod povrchom v podobe večne zamrznutej pôdy tzv. permafrostu.
SIVÉ: sú vo výške 15-20 km (i 100 km) a sú tvorené kryštálikmi ľadu CO2. Častejšie sa vyskytujú na severnej pologuli, kde je i vyššie percento vodných pár. Nad polárnymi oblasťami v zimnom období prevládajú oblaky oxidu uhličitého.
ŽLTÉ: Tvorí ich piesok. Vietor je schopný vyniesť prachové častice z povrchu až do výšok cca 10 km. Na planéte občas dochádza k mohutným prachovým búrkam, ktoré sa môžu niekedy rozšíriť nad celý povrch Marsu. Vtedy nemožno pozorovať na planéte skoro žiadne podrobnosti.
Na Marse tiež dochádza k cyklónovým búrkam, ktoré svojím vzhľadom pripomínajú pozemské cyklóny.

Magnetické pole a radiácia
Mars má slabé magnetické pole, jeho ochranná funkcia je však neporovnateľná so zemským magnetickým poľom.
Radiácia na Marse je príliš nebezpečná a príliš silná na to, aby tu mohol existovať život. Vyplýva to zo zistení vedcov z amerického úradu pre letectvo a vesmír (NASA) po analyzovaní dát zo sondy Mars Odyssey. Toto žiarenie ohrozuje aj prípadných pozemských astronautov.
Formy života by tam mohli prežiť pravdepodobne len pod povrchom, izolované od smrtiacej radiácie. Táto planéta je zasahovaná radiáciou tak z vesmíru ako i zo Slnka. Dávka žiarenia je 2,5-krát vyššia, než akej sú vystavení obyvatelia Medzinárodnej vesmírnej stanice ISS.

Povrch Marsu
Povrch je sčasti pokrytý krátermi, ale najmä na severnej pologuli nájdeme aj obrovské roviny takmer bez kráterov.
Olympus Mons
Vyskytujú sa tu obrovské sopky, ktoré nemajú obdobu na Zemi. Najväčší vulkán v Slnečnej sústave - Olympus Mons dosahuje výšku viac ako 20 km nad okolitým terénom. Výška sopky je 21 183 metrov (podľa meraní družice Mars Global Surveyor). V oblasti náhornej plošiny Tharsis sa nachádza viacero podobne veľkých sopiek, medzi najvyššie patrí aj Ascraeus Mons s výškou 18 201 m (podľa meraní družice Mars Global Surveyor).
Povrch planéty má hrdzavočervenú farbu; príčinou je oxid železitý, na ktorý je prach na povrchu bohatý. Táto zlúčenina je hlavnou zložkou minerálu hematit. Práve drobné zrniečka hematitu, ktorých veľkosť nepresahuje 10 mikrometrov, majú červenkastú farbu. Prítomnosť hematitu na povrchu Marsu je považovaná za jeden z vážnych dôkazov toho, že na tejto planéte bola kedysi voda - na Zemi totiž hematit vzniká oxidáciou práve za jej prítomnosti. Prítomnosť tohto minerálu na Marse dokázala sonda Mars Global Surveyor.