Mars je puščavski planet, prekrit z železovim oksidom (rjo), zaradi česar ima rdečo barvo in vzdevek “Rdeči planet”. Planet ima šibko atmosfero večinoma ogljikovega dioksida, le 0.6 % debelejše od Zemljine. Atmosfera na Marsu ima podoben tlak na Zemlji na višini 35 km (22 milj). Površinska temperatura se giblje od –140 °C (-220 °F) pozimi do najvišjih do 20 °C (68 °F) poleti. Tako kot vsi planeti brez vodnih teles, ki bi uravnavale temperaturo, tudi Mars doživlja večje toplotne ekstreme kot Zemlja.
Čeprav obstajajo dokazi, da je tekoča voda tekla na Marsovo površino v majhnih količinah v zadnjih nekaj letih, je to verjetno redek pojav, saj večina H2 sublimira (prehaja neposredno iz trdnega v plin), namesto da prehaja skozi tekočo stopnjo. Nekateri odporni mikrobi z Zemlje bi bili sposobni preživeti v marsovskem okolju in so jih morda že uvedli Marsovi roverji, ki so bili tja poslani v zadnjih nekaj desetletjih.
Mars ima najvišjo goro in vulkan v sončnem sistemu, Olympus Mons (višina: 27 kilometrov, 16.7 milj, 88,580 ft) in največjo razpoko v sončnem sistemu, Valles Marineris (4,000 km (2,500 mi) dolga, 200 km (125). mi) široko in do 7 km (4 milje) globoko). Tako kot Luna je tudi Mars mešanica nižjih ravnin, ki jih pokrivajo tokovi lave, in starodavnega visokogorja s številnimi kraterji. Za razliko od Lune so ravnice lave na Marsu svetlejši deli, pokriti s prahom železovega oksida, medtem ko so višavja temnejša.
Poreklo tako Olympus Mons kot Valles Marineris je precej zanimivo. Olympus Mons je ščitni vulkan, kot je Mauna Kea na Havajih, ki je dejansko najvišja gora na Zemlji, če merite od oceanskega dna. To pomeni, da je veliko širši, kot je visok, in je posledica številnih izbruhov v daljšem časovnem obdobju. Mars nima tektonskih plošč, zato vulkanska vroča točka nenehno potiska lavo skozi isto skorjo, kar vodi do vulkanov te velikosti. Nekatere od teh vulkanskih dejavnosti so se zgodile pred dvema milijonoma let na podlagi analize pogostosti udarnih kraterjev nad ohlajenimi tokovi magme.
Valles Marineris je tako velik kanjon, da se razprostira čez eno petino celotnega Marsovega ekvatorja. Če bi se nadgradili na Zemljo, bi se Valles Marineris razširil po ZDA, od San Francisca do New Yorka. Kanjon je tako velik, da so imeli znanstveniki zgodovinsko težave pri določanju njegovega izvora. Sprva so nekateri mislili, da je dolino morda izrezljal asteroid v velikosti majhnega planeta, ki je strgal po površini Marsa, a nikoli ni imel polnega udarca. Danes se večina znanstvenikov strinja, da je škarpa tektonska značilnost, ki jo povzroča raztezanje in ohlajanje Marsove skorje zaradi podzemnega vulkanizma.