火星上有明顯的四季變化，這是它與地球最主要的相似之處。但除此之外，火星與地球相差就很大了。火星表面是壹個荒涼的世界，空氣中二氧化碳占了95%。濃厚的二氧化碳大氣造成了金星上的高溫，但在火星上情況卻正好相反。火星大氣十分稀薄，密度還不到地球大氣的1%，因而根本無法保存熱量。這導致火星表面溫度極低，很少超過0℃，在夜晚，最低溫度則可達到-123℃。
火星被稱為紅色的行星，這是因為它表面布滿了氧化物，因而呈現出鐵銹紅色。火星表面的大部分地區都是含有大量的紅色氧化物的大沙漠，還有赭色的礫石地和凝固的熔巖流。火星上常常有猛烈的大風，大風揚起沙塵能形成可以覆蓋火星全球的特大型沙塵暴。每次沙塵暴可持續數個星期。
壹直以來火星都以它與地球的相似而被認為有存在外星生命的可能。近期的科學研究表明目前還不能證明火星上存在生命，相反的，越來越多的跡象表明火星更象是壹個荒蕪死寂的世界。盡管如此，某些證據仍然向我們指出火星上可能曾經存在過生命。例如對在南極洲找到的壹塊來自火星的隕石的分析表明，這塊石頭中存在著壹些類似細菌化石的管狀結構。所有這些都繼續使人們對火星生命的是否存在保持極大的興趣。