文学家乔瓦尼·巴蒂斯塔·里乔利和他的学生弗朗切斯科·马里亚·格里马尔迪注意到火星上有不同的反照率。 第一个绘制火星地形特征地图的人是荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯。 1659年11月28日，他绘制了一幅火星图，上面显示了一个独特的黑暗区域，现在被称为大瑟提斯高原，可能是一个极地冰盖。 同年，他成功地测量了这颗行星的自转周期约为24小时。 他粗略估计了火星的直径，大约是地球直径的60% ，与现在测量的53% 较为符合。 也许第一次火星南极冰帽的概念是意大利天文学家乔瓦尼·多梅尼科·卡西尼于1666年提出的。