火星有两个永久性的极冠。在极区的冬天，极冠沉浸在持续的黑暗中，使得表面冷却，并导致大气中25－30%的二氧化碳凝华在表面成为板状的固态二氧化碳（干冰）。当极区再次曝露在阳光下，冰冻的CO会昇华 。这种季节性的行动运输大量的尘埃和水蒸气，产生类似地球的霜冻和巨大的卷云。机会号在2004年曾经拍摄到水冰的云。两极的冠主要由水冰组成。北半球的冬季，冰冻的二氧化碳积累为一米厚的薄层（相对于南极）；南极冠有厚约八米的永久干冰盖。在火星北半球的夏季，北极冠的直径约为1,000公里，并且包含大约160万里立方公里的冰