火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布，没有稳定的液态水体，以二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生与地球相比，地质活动不活跃，地表地貌大部份于远古较活跃的时期形成有密布的陨石坑、火山与峡谷，包括太阳系最高的山：奥林帕斯山和最大的峡谷：水手号峡谷。独特的地形特征是南北半球的明显差别，南方是古老充满陨石坑的高地，北方则是较年轻的平原，火星两极皆有主要以水和冰组成的极冠，而且上面覆盖的干冰会随季节消长。