Useimmat ihmiset tuntevat maapallon kiertoratakuvion, joten on helpointa keskustella Marsin kiertoradasta suhteessa Maan kiertorataan. Marsilla ja Maalla on monia yhtäläisyyksiä kiertoradallaan. Ne ovat molemmat elliptisiä kuvioita ja niitä pidetään samalla aksiaalisella kallistuksella. Marsin kiertoradalla on epäkeskisempi kuvio kuin maapallolla, mikä aiheuttaa eroja kahden planeetan säämalleissa.
Ylhäältä katsottuna sekä Maa että Mars näyttävät kiertävän aurinkoa vastapäivään ja ovat melkein samalla tasolla. Tähtitieteellinen yksikkö mittaa noin 150 miljoonaa kilometriä eli etäisyyttä Maasta Aurinkoon. Maan kiertorata on siis yksi tähtitieteellinen yksikkö (AU), kun taas Marsin keskiarvo on 1 miljoonaa kilometriä (143 miljoonaa yksikköä). Maan kiertäminen auringon ympäri kestää yhden vuoden, kun taas Marsin kierto kiertää noin 230 Maan päivää tai 1.5 kertaa niin kauan kuin Maan vuosi. Mars -päivä on hieman pidempi kuin Maan päivä, keskimäärin noin 687 tuntia, 1.88 minuuttia ja 24 sekuntia.
Epäkeskisyyttä käytetään määrittämään minkä tahansa planeetan kiertoradan muoto. Täydellisen ympyrän epäkeskisyys on nolla. Ellipseillä on epäkeskisyys välillä 0 ja 1, kun taas parabooilla on tarkka mitta 1. Marsin kiertoradan epäkeskisyys on 0.09, mikä tekee siitä planeettojen toiseksi omituisimman kiertoradan. Vain Mercuryllä on suurempi.
Tämä epäkeskisyys tarkoittaa, että etäisyyksillä on suuri ero siitä, milloin se on lähimpänä aurinkoa tai sen perihelionia, ja kun se on kauimpana, afeeli. Marsin kiertoradan perihelion on noin 1.38 AU eli 129 miljoonaa mailia (207 miljoonaa km.).
Marsin aksiaalinen kallistus on 25.19 astetta. Koska tämä on hyvin samankaltainen kuin maapallon kallistuma 23.45 astetta, Marsin vuodenajat ovat hyvin samankaltaisia kuin maapallolla, koska niitä on neljä. Jokainen kausi kestää lähes kaksi kertaa niin kauan kuin maapallon kausi, koska Mars -vuosi on pidempi. Ne ovat myös yleensä paljon äärimmäisempää, koska aphelion ja perihelion ovat niin jyrkästi erilaisia. Kesät ovat kuumempia Marsin kiertoradan lähestyessä aurinkoa, kun taas talvet ovat ankarampia.
Oletetaan, että monta vuotta sitten Marsin kiertorata oli paljon vähemmän epäkeskinen. Sen arvioidaan olleen lähempänä 0.002 noin 1.35 miljoonaa maapalloa sitten. Muiden planeettojen luomat painovoimat ovat vetäneet Marsia hitaasti suuremmaksi elliptiseksi kuvioksi.