Disse polare iskappene består hovedsakelig av vann-is. På den nordlige polkalotten samler frossen karbondioksid opp et meter tykt lag om vinteren, mens den sørlige kalotten har et rundt åtte meter tykt permanent tørris-dekke. Nordkalotten har en diameter på ca.  km under den nordlige Mars-sommeren, og består av ca. 1,6 millioner km³ med is. Hadde isen vært jevnt fordelt over polkalotten, ville den vært ca. 2 km tykk. (Sammenlignet med et volum på 2,85 millioner km³ for isdekket på Grønland). Sørkalotten har en diameter på 350 km og en tykkelse på 3 km. Det totale volum is i den sørkalotten pluss tilstøtende lag har også blitt anslått til 1,6 millioner km³. Begge polkalottene viser spiralrenner, som antas å ha blitt dannet av varierende solvarme, is-sublimering og vanndamp-kondensasjon.