Dünya’nınkilere daha benzer olacaktı. Bununla birlikte Mars yörüngesinin geniş eksantrikliği ilginç bir sonuç sağlamaktadır. Mars, güney yarımkürede yaz, kuzey yarımkürede kış olduğu zaman günberiye yakındır, güney yarımkürede kış, kuzey yarımkürede yaz olduğu zaman da günöteye yakındır. Bunun sonucunda da güney yarımkürede mevsimlerin daha aşırı farklar göstermesine karşın kuzey yarımkürede mevsimler olması gerekenden daha yumuşak geçerler. Böylece güneyde 30 °C ‘yi (303 K) bulan yaz sıcaklıkları kuzeydeki yaz sıcaklıklarına kıyasla biraz daha fazladır.
Mars aynı zamanda Güneş Sistemi’ndeki en büyük “toz fırtınaları”na sahne olan gezegendir. Bu toz fırtınaları mahalli bir bölgedeki küçük fırtınalar biçiminde olabildiği gibi, tüm gezegeni kaplar büyüklükteki dev fırtınalar biçiminde de olabilmektedir. Bunlar özellikle Mars Güneş’e en yakın konumuna geldiğinde ve küresel sıcaklığın arttığı hallerde oluşmaya eğilimlidirler.

Kutup dairelerinin her ikisi de esas olarak su buzundan oluşmaktadırlar. Ayrıca yüzeylerinde “kuru buz” da mevcuttur. Katılaşan karbondioksit olan “kuru buz” (İng. dry ice) kuzey kutup dairesinde yalnızca kışın yaklaşık bir metre kalınlıkta bir ince tabaka oluşturacak şekilde birikir; güney kutup dairesine ise bu tabaka kalıcıdır ve kalınlığı 8 m.’yi bulur. Kuzey kutup dairesinin yarıçapı kuzey yarımkürenin yazı sırasında 1000 km. olup yaklaşık 1.6 milyon formula_1 buz içerir. (Grönland buz kitlesinin hacmi 2,85 milyon formula_1’tür.) Bu buz tabakasının kalınlığı 2 km.’ye ulaşır. Güney kutbu dairesinin yarıçapı ise 350 km. olup, buradaki buz kalınlığı 3 km.’dir. Buradaki buz kitlesinin hacminin de kuzeydeki kadar olduğu sanılmaktadır. Her iki kutup dairesinde de diferansiyel güneş ısısından kaynaklandığı sanılan, buzların uçması ve su buharının yoğunlaşması olaylarıyla etkileşim içinde bulunan spiral oluşumlar gözlemlenmiştir. Her iki kutup dairesi de Mars mevsimlerinin ısı dalgalanmalarına bağlı olarak küçülüp büyürler.

Mars’la ilgili son keşifler gezegenin tarihi boyunca çeşitli belirleyici anlar yaşamış olduğunu ortaya koymuştur. Örneğin sıvı su izleri gezegenin atmosferinin vaktiyle bugünkünden daha kalın olduğunu, Kuzey Havzası izleri de çok büyük kütleli bir cisimle büyük bir çarpışma geçirmiş olduğunu ortaya koymaktadır. Gezegenin evrimiyle ilgili muhtemel açıklamalar şunlardır:


Mars’ın Güneş’ten ortalama uzaklığı yaklaşık 230.000.000 km. (1,5 AU), yörünge süresi ise 687 Dünya günüdür. Mars günü Dünya gününden biraz daha uzun olup, tam olarak 24 saat, 39 dakika ve 35,244 saniyedir. Bir Mars yılı 1.8809 Dünya yılıdır, yani Dünya zaman birimiyle tam olarak 1 yıl, 320 gün ve 18,2 saattir.

Mars’ın eksen eğikliği Dünya’nın eksen eğikliğine çok yakın olup, 25,19 derecedir. Dolayısıyla Mars’ta da Dünya’dakini andıran mevsimler meydana gelir. Fakat Mars mevsimlerinin süreleri Mars’ın yörünge süresinin uzunluğundan dolayı, Dünya mevsimlerinin sürelerinin iki katıdır. Mars Mayıs 2008’de günöteye Nisan 2009’de günberiye geçmiştir. Bir sonraki günöte tarihi haziran 2010’dur.

Mars’ın nispi olarak söylenebilecek yörünge eksantrikliği (eksenel kaçıklık, dışmerkezlik) 0,09'dur; Güneş Sistemi’nde yalnızca Merkür bundan daha büyük bir eksantrikliğe sahiptir. Bununla birlikte Mars’ın geçmişte bugünkünden daha dairesel bir yörünge çizdiği bilinmektedir. 1,35 milyon Dünya yılı öncesinde Mars’ın eksantrikliği yaklaşık 0,002 idi, yani Dünya’nın bugünkü eksantrikliğinden de daha azdı. Mars’ın eksantriklik devresi 96.000 Dünya yılıdır. Bununla birlikte Mars’ın 2,2 milyon yıllık bir eksantriklik devresi daha vardır. Son 35.000 yılda Mars’ın yörüngesinin eksantrikliği diğer gezegenlerin çekimsel etkileri dolayısıyla artmıştır. Mars ve Dünya’nın birbirlerine en yaklaştıkları zamanlarda aralarında bulunan mesafe gelecek 25.000 yılda biraz daha azalacaktır.

Mars’ın düzensiz biçimli, iki küçük doğal uydusu vardır. Kendilerine eski Yunan mitolojisindeki savaş ilahı Ares’e (Romalılar’da Mars) yardım eden çocuklarının adlarından esinlenerek Phobos ve Deimos adları verilmiş, gezegene çok yakın yörüngeler izleyen bu uydular muhtemelen bir Mars "Trojan asteroiti" olan 5261 Eureka gibi, gezegenin çekim alanına kapılarak uydu haline gelmiş asteroitlerdir. Fakat hava tabakası olmayan Mars’ın bu iki uyduya nasıl ve ne zaman sahip olduğu tam olarak anlaşılmış değildir. Üstelik bu büyüklükteki asteroitler çok nadirdir, özellikle ikili olanları. Bu büyüklükteki asteroitlere asteroit kuşağının dışında rastlanması durumu daha da garip kılmaktadır.

Her iki uydu da 1877’de Asaph Hall tarafından keşfedilmiştir. Phobos ve Deimos’un hareketleri Mars yüzeyinden bizim ‘ay’ımızın Dünya’dan görünüşüne kıyasla çok farklı olarak görünür. Phobos 11 saatte bir, batıdan doğar. Deimos ise, dolanım süresi 30 saat olmakla birlikte, 2,7 günde bir doğar. Her iki uydu da ekvatora yakın dairesel yörüngeler izlerler. Phobos ‘un yörüngesi Mars’tan kaynaklanan gelgit etkileri nedeniyle giderek küçülmektedir. Bu yüzden Phobos yaklaşık 50 milyon yıl içinde Mars’a çarpacaktır.

Evrende yaşamın Dünya’daki koşullara benzer koşullar altında ortaya çıkabileceği varsayımından hareketle, günümüzde bir gezegenin yaşanabilirlik (İng. planetary habitability) ölçüsü, yani bir gezegende yaşamın gelişebilme ve sürebilmesinin ölçüsü yüzeyinde su bulunup bulunmamasıyla yakından ilgili görülmektedir. Bu da bir güneş sistemindeki gezegenin güneşine uzaklığının gereken uygun uzaklıkta olup olmamasına bağlıdır. Mars’ın yörüngesinin Dünya’nın yer aldığı bu uygun kuşağın yarım astronomik birim kadar daha uzağında olması, ince bir atmosfere sahip bu gezegenin yüzeyinde suyun donmasına neden olmaktadır. Bununla birlikte gezegenin geçmişindeki sıvı su akışları Mars’ın yaşanabilirlik potansiyeli taşıdığını ortaya koymaktadır. Verilere göre, Mars yüzeyindeki sular yaşam için gerekenden çok daha tuzlu ve çok daha asitlidir.

Gezegenin manyetosferinin olmayışı ve son derece ince bir atmosfere sahip oluşu büyük bir handikaptır. Yüzeyindeki ısı tranferi (İng. heat transfer) pek büyük değildir, meteorlara ve güneş rüzgarlarına karşı savunması hemen hemen yok gibidir ve suyu sıvı halde tutacak atmosfer basıncı yetersizdir (dolayısıyla su gaz haline geçer). Verilere göre gezegen geçmişte günümüzdeki haline kıyasla daha yaşanabilir haldeydi. Bütün bu olumsuzluklara rağmen Mars’ta organizmaların olmadığı ya da hiç yaşamamış olduğu söylenemez. Nitekim 1970’lerdeki Viking Programı sırasında Mars toprağındaki mikroorganizmaların saptanması amacıyla Mars’tan getirilen örneklerde bazı pozitif görünen sonuçlar elde edildi. Fakat bu sonuçlar birçok bilim insanının katıldığı bir tartışmaya yol açtı ve kesin bir sonuca ulaşılamadı. Buna karşılık Viking Programı’yla edinilen verilerden yararlanan profesör Gilbert Levin, Rafaël Navarro-González ve Ronalds Paepe yeni bir taksonomik sistem hazırladılar ve bu sistemde Mars’taki yaşam türü "Gillevinia straata" adı altında ele alındı.

Sonraki yıllarda Phoenix Mars Lander tarafından yürütülen deneyler Mars toprağında sodyum, potasyum ve klorür içeren bir alkali bulunduğunu gösterdi. Bu besleyici toprak yaşamı taşımaya gayet elverişliydi, fakat unutulmaması gereken bir sorun daha vardı: Yaşamın yoğun morötesi ışınlardan korunabilmesi.

Nihayet Johnson Uzay Merkezi Laboratuvarı’nda Mars kökenli ALH84001 meteoru üzerinde organik bileşimler saptandı; varılan sonuca göre bunlar Mars üzerindeki ilk yaşam türleriydi. Öte yandan Mars yörüngesindeki uzay gemileri kısa zaman önce düşük miktarlarda metan ve formaldehit saptadılar ki, bunlar da yaşamın varlığını ima eden işaretler olarak yorumlandılar; zira bu kimyasal bileşimler Mars atmosferinde hızla çözünmektedirler.

Mars’ta biyolojik kökenli oldukları ileri sürülen oluşumlardan en tanınmışları “koyu kumul lekeleri” adıyla bilinen oluşumlardır. İlk kez Mars Global Surveyor tarafından 1998-1999 yıllarında gönderilen fotoğraflarla keşfedilen “koyu kumul lekeleri” Mars’ın özellikle güney kutup bölgesinde (60°-80°enlemleri arasında) görülebilen, buz tabakasının üzerinde veya altında beliren, mahiyeti henüz anlaşılamamış oluşumlardır. Mars ilkbaharının başlarında belirmekte ve kış başlarında yok olmaktadırlar. Bunların kış boyunca buz tabakasının altında kalan fotosentetik koloniler, yani fotosentez yapan ve yakın çevrelerini ısıtan mikroorganizmalar oldukları ileri sürülmektedir.

28 Eylül 2015'te Mars'ta sıvı halde tuzlu su bulunduğu açıklanmıştır. Tuzlu suyun bulunması ile birlikte, bilim adamları Mars'ta yaşam bulma olasılığının da arttığını ifade etmişlerdir.

Mars’a günümüze dek, gezegenin yüzeyini, iklimini ve jeolojisini incelemek üzere, ABD, Avrupa ülkeleri, Japonya ve SSCB tarafından düzinelerce uzay gemisi (İng. spacecraft), uydu/yörünge aracı (İng. orbiter), iniş aracı/uzay gemisi (İng. lander) ve sonda/uzay keşif aracı (İng. rover) gibi çeşitli uzay araçları gönderilmiştir. Fakat bu uzay gemisi gönderme denemelerinin yaklaşık üçte ikisi araçlar ya görevlerini tamamlayamadan ya da görevlerine daha başlayamadan bilinen veya bilinmeyen nedenlerle başarısızlıkla sonuçlanmıştır.

Görevini tamamlama konusunda ilk başarı 1964’te NASA tarafından gönderilen Mariner-4’ten gelmiştir. Yüzeye ilk başarılı inişler ise SSCB’nin "Mars Probe" Projesi kapsamında 1971’de fırlattığı Mars-2 ve Mars-3 tarafından gerçekleştirilmiş, fakat her iki araçla irtibat, inişlerinden kısa bir süre sonra kesilmiştir. Sonraki yıllarda NASA Viking Projesi'ni başlattı ve 1975’te her biri birer "iniş aracı" taşıyan iki "uydu aracı" fırlatıldı. Her iki araç 1976’da başarıyla iniş yaptılar. Gezegende Viking-1 altı yıl, Viking-2 ise üç yıl kaldı. Bunlar Mars’ın ilk renkli fotoğraflarını gönderdiler; gezegenin yüzeyinin haritasının çıkarılması amacıyla gönderdikleri fotoğraflara günümüzde bile zaman zaman başvurulmaktadır.

Sovyetler 1988’de Mars’a gezegeni ve doğal uydularını incelemek üzere Phobos-1 ve Phobos-2 adlı sonda araçları gönderdiler. Phobos-1’le irtibat Mars yolundayken kesilmiş olmasına karşın, Phobos-2 fotoğraflar göndermed