每次冲日,它和地球的距离差别较大。火星和地球近距离的冲日难得一遇,因此还有火星大冲的说法。这是由于火星和地球轨道特点的不同造成的。行星轨道都是椭圆,但火星轨道相对来说椭圆的程度更厉害一些,而地球更接近圆形。这样当火星在近日点附近发生冲日时,和地球的距离就比较近,最近时可以达到5600万公里左右;而在远日点附近冲日的时候,距离地球就比较远,最远可以在上亿公里以上。
当火星与太阳视黄经相差180度时,称为火星冲日。这时,火星和太阳分别位于地球的两边,太阳刚一落山,火星就从东方升起,而等到太阳从东方升起时,火星才在西方落下,因此整夜都可观测火星。一般来说,冲日时,火星离地球较近,它的亮度也是一年当中最亮的。
当地球在远日点附近时而火星在近日点前后发生大冲时,就是所谓火星大冲。冲日时的火星距离地球最近大约6千万千米以内,最远可达1亿千米以上。由于火星轨道的偏心率近1/10,近日点时距离太阳有20670万千米,远日点时距离太阳24920万千米,二者之间相差4250万千米。