Su atmósfera, aunque leve, le proporciona clima y tiempo, esta formada casi exclusivamente por dióxido de carbono, la presión atmosférica es sólo alrededor de una centésima de la terrestre y la temperatura media unos 68 °C más baja. La superficie es muy compleja, consistente en una mezcla de monótonos desiertos, cráteres, volcanes, montañas, y los casquetes polares, que avanzan y retroceden con las estaciones, hasta ciertos indicios que sugieren que el agua subsuperficial es afectada también por los cambios estacionales.

Hay volcanes de inmenso tamaño, como el Monte Olimpo en la región de Tharsis, de hasta 600 Km de diámetro y 26 Km de altura sobre la llanura circundante. Hay también grandes canales, como los Valles Marineris, de 4 000 Km de longitud y hasta 8 Km de profundidad, esto indicaría la presencia de agua en la superficie de Marte en un pasado remoto

Marte puede ser observado a simple vista, especialmente cuando se halla en oposición con el Sol.

Los detalles de su superficie permitió a los astrónomos del siglo XVII descubrir que este planeta está dotado de movimiento de rotación, que se efectúa en 24 horas y 37 minutos, es decir, en un periodo muy parecido al de la Tierra. Dada la inclinación de su eje de rotación, 25° 11', también muy parecido al de nuestro planeta, resulta que sus estaciones son semejantes a las nuestras, pero más duraderas por la mayor excentricidad de la órbita marciana.

El interés de Marte se completa por los dos singulares satélites que posee. El más próximo a Marte se llama Fobos, con 28 por 20 Km, es el mayor satélite de Marte. Tiene una superficie llena de cráteres, y gira a 9 400 Km de la superficie marciana.

El otro satélite de Marte, Deimos, tiene un diámetro de 16 por 12 Km, y gira a 23500 Km de Marte, su superficie también está saturada de cráteres, sin embargo, la de Deimos tiene una apariencia más suave debido a que algunos de sus cráteres están parcialmente cubiertos.

Ambos satélites fuerón descubiertos por aspa may del Observatorio de Washington, en 1877.

Fobos cumple su revolución en 7 horas 39 minutos y Deimos, en 30 horas 18 minutos. Como la revolución del primero es de menor duración que la rotación del planeta, ocurre que, desde Marte, se ve salir por occidente, y durante el día pasa por lo menos dos veces por un mismo punto del planeta. Esta sorprendente anomalía demuestra que los dos satélites de Marte no son en realidad satélites legítimos del mismo.

Aparte, se ha descubierto que la órbita de Fobos se acerca cada vez mas a la superficie de Marte, así como también la velocidad de traslación de Fobos aumenta.

Por las características de estos dos satélites, se dio origen a la idea que son artificiales. En 1960, el astrónomo ruso Josif Shklovsky, anunció que Fobos era hueca y había sido creada por una civilización muy avanzada.