Mars on rautaoksidilla (ruoste) peitetty aavikko planeetta, joka antaa sille punaisen värin ja lempinimen “Punainen planeetta”. Planeetalla on heikko ilmakehä, jossa on enimmäkseen hiilidioksidia, vain 0.6% yhtä paksu kuin maapallon. Marsin ilmakehän paine on samanlainen maapallolla 35 km: n (22 mailin) korkeudessa. Pinnan lämpötila vaihtelee talvella −140 ° C (-220 ° F) ja kesällä jopa 20 ° C (68 ° F). Kuten kaikki planeetat, joilla ei ole vesimuodostumia lämpötilansa säätämiseksi, Marsilla on suurempia lämpötilaa kuin maapallolla.
Vaikka on näyttöä siitä, että nestemäistä vettä on virrannut Marsin pinnalle pieninä määrinä viime vuosina, se on todennäköisesti harvinaista, koska suurin osa H2: sta sublimoituu (siirtyy suoraan kiinteästä aineesta kaasuksi) eikä kulje nestevaiheen läpi. Jotkut maapallon kestävät mikrobit kykenisivät selviytymään Marsin ympäristössä, ja ne ovat saattaneet jo tuoda sinne muutaman viime vuosikymmenen aikana lähetettyjä Mars -kulkijoita.
Marsissa on aurinkokunnan korkein vuori ja tulivuori, Olympus Mons (korkeus: 27 kilometriä, 16.7 mailia, 88,580 jalkaa) ja aurinkokunnan suurin rako, Valles Marineris (4,000 km (2,500 mailia) pitkä, 200 km (125 km) mi) leveä ja jopa 7 km (4 mi) syvä). Kuun tavoin Mars on sekoitus laavavirtojen peittämiä alempia tasankoja ja muinaisia ylängöitä, joissa on lukuisia kraattereita. Toisin kuin Kuu, Marsin laavatasot ovat vaaleampia osia, jotka on peitetty rautaoksidipölyllä, kun taas ylängöt ovat tummempia.
Sekä Olympus Monsin että Valles Marinerisin alkuperä on varsin mielenkiintoinen. Olympus Mons on kilvetulivuori, kuten Mauna Kea Havaijilla, joka on itse asiassa maapallon korkein vuori, jos mittaat merenpohjasta. Tämä tarkoittaa, että se on paljon leveämpi kuin se on korkea ja johtuu monista purkauksista pitkän ajan kuluessa. Marsilla ei ole tektonisia levyjä, joten tulivuoren kuuma piste lavaa laavaa ylös saman kuoren läpi, mikä johtaa tämän kokoisiin tulivuoriin. Osa tästä tulivuoren toiminnasta tapahtui vasta kaksi miljoonaa vuotta sitten, ja sen perusteella analysoitiin iskukraatereiden esiintymistiheyttä jäähdytettyjen magmavirtojen yli.
Valles Marineris on niin suuri kanjoni, että se ulottuu viidenneksen koko Marsin päiväntasaajan halki. Jos maan päälle asetetaan Valles Marineris, se ulottuu Yhdysvaltojen yli San Franciscosta New Yorkiin. Kanjoni on niin suuri, että tutkijoilla on historiallisesti ollut vaikeuksia sen alkuperän määrittämisessä. Aluksi jotkut ajattelivat, että laakson on voinut veistää pienen planeetan kokoinen asteroidi, joka raapi Marsin pinnan, mutta ei koskaan vaikuttanut täyteen. Nykyään useimmat tiedemiehet ovat yhtä mieltä siitä, että kaari on tektoninen ominaisuus, joka johtuu Marsin kuoren venymisestä ja jäähtymisestä maanpinnan tulivuoren vuoksi.