火星是太陽係由內向外數的第四顆行星，也是太陽係中僅次於水星的第二小的行星，為太陽係裏四顆類地行星之一。
火星與太陽平均距離為1.52au，公轉周期為687地球日，1.88地球年，或668.6火星日。平均火星日為24小時39分35.244秒，或1.0地球日。在地球，火星肉眼可見，亮度可達-2.9，隻比金星、月球和太陽暗，但在大部分時間裏比木星暗。
火星自轉軸傾角為25.19度，和地球的相近，因此也有四季，隻是季節長度約為兩倍。由於火星軌道離心率大約為0.093（地球隻有0.017），使各季節長度不一致。
火星軌道和地球的一樣，受太陽係其他天體影響而不斷變動。軌道離心率有兩個變化周期，分別是9.6萬年和210萬年，於0.002至0.12間變化；而地球的是10萬年和41.3萬年等，於0.005至0.058間變化，火星與地球最短距離正慢慢減小。至於自轉軸傾角，火星是25.19度，但可由13度至40度間變化周期一千多萬年，不像地球的穩定處於22.1和24.5度間，是因為火星沒有如月球般的巨大衛星來維持自轉軸。也因沒有大衛星的潮汐作用，火星自轉周期變化小，不像地球的會被慢慢拉長，因此現今兩行星的自轉周期相近隻是暫時現象。
火星直徑約是地球的一半，體積為15%，質量為11%，表麵積相當於地球陸地麵積，密度則比其他三顆類地行星（水星、金星、地球）還要小很多。以半徑、質量、表麵重力來說，火星約介於地球和月球中間；火星直徑約為月球的兩倍、地球的一半；質量約為月球九倍、地球的1\/9，表麵重力約為月球的2.5倍、地球的2\/5。
火星到地球的距離：近距離約為5500萬公裏，最遠距離則超過4億公裏。兩者之間的近距離接觸大約每15年出現一次。
自從人類有了探索能力，便利用多種方式對火星進行探測，特別是通過在軌環繞探測器以及落到火星地麵的多個火星車，掌握了很多有價值的資料：
火星的橘紅色外表是因為地表被赤鐵礦（氧化鐵）覆蓋所致。
火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、礫石遍布，沒有穩定的液態水體，以二氧化碳為主（95.3%）的大氣既稀薄又寒冷，沙塵懸浮其中，每年常有塵暴發生。與地球相比，地質活動不活躍，而另一個獨特的地形特征是南北半球的明顯差別：南方是古老、充滿隕石坑的高地，北方則是較年輕的平原。火星兩極皆有主要以水和冰組成的極冠，而且上麵覆蓋的幹冰會隨季節消長。火星上有太陽係已知最大的火山--奧林帕斯山和最大的峽穀--水手號峽穀。
火星有兩個天然衛星：火衛一和火衛二，形狀不規則，可能是捕獲的小行星。
火星的大氣密度隻有地球的大約1%，非常幹燥，溫度低，表麵平均溫度零下55c，水和二氧化碳易凍結。在火星的早期，與地球十分相似。像地球一樣，火星上幾乎所有的二氧化碳都被轉化為含碳的岩石。但由於缺少地球的板塊運動，火星無法使二氧化碳再次循環到它的大氣中，從而無法產生意義重大的溫室效應。因此，即使把它拉到與地球距太陽同等距離的位置，火星表麵的溫度仍比地球上的冷得多。
最令科學家感興趣的，是火星上是否存在生命的問題。
很多證據證明在數十億年前火星表麵的大部分地區曾經被廣闊的海洋覆蓋：從拍攝圖像中甚至識別出一個巨大的衝積三角洲。這個三角洲所在的河流最終注入一個麵積幾乎覆蓋1\/3火星表麵的巨型海洋。
這一三角洲所在的位置不排除在過去可能曾經也是位於一個隕石坑內部，但是後來這個隕石坑被完全侵蝕殆盡了。如果是這種情況那麽就說明火星上的地質活動要複雜得多。
後來，在火星上發現了豐富的沉積紀錄。這些沉積紀錄反映了火星過去環境的線索，包括降水，地表水體，河流三角洲以及可能存在的海洋，表明火星的古代環境以及這些環境下產生的沉積紀錄，都和地球非常相似。
科學家研究圖像發現，火星上不但隻有位於兩極、已經凝固成冰的水，更有隻會在和暖季節時出現、流動的液態水；火星探測器在火星上加熱土壤樣本時鑒別出有水蒸氣產生；火星車挖掘的泥岩岩石粉末樣本分析表明，火星遠古時期的環境狀況適宜微生物生存；來自衛星的數據表明此前在火星表麵一些隕坑坑壁上觀察到的神秘暗色條紋可能與間歇性出現的液態水體有關。這些坑壁上的暗色條紋可能是含鹽水體沉積過程產生的結果。尤為關鍵的一點在於，這種含鹽水體將能夠改變火星表麵水體的冰點與沸點，從而使得液態水體在火星地表的存在成為可能；甚至還有消息稱，科學家在火星上發現了巨大的地下蓄水層，是發現的第一個液態水湖。這增加了火星上存在生命的期望。
這些發現的最重要意義，是因為水是生命的起源。下一個目標，就是要在火星上做進一步的探索，以調查火星現時是否有任何微生物形態的生命。
然而，人類至今仍然沒有發現火星上存在生命的直接證據。火星有非常大的可能性，存在古代生命的跡象，但這些跡象已經過去太多年了，以至於仿佛不存在一樣。
火星與太陽平均距離為1.52au，公轉周期為687地球日，1.88地球年，或668.6火星日。平均火星日為24小時39分35.244秒，或1.0地球日。在地球，火星肉眼可見，亮度可達-2.9，隻比金星、月球和太陽暗，但在大部分時間裏比木星暗。
火星自轉軸傾角為25.19度，和地球的相近，因此也有四季，隻是季節長度約為兩倍。由於火星軌道離心率大約為0.093（地球隻有0.017），使各季節長度不一致。
火星軌道和地球的一樣，受太陽係其他天體影響而不斷變動。軌道離心率有兩個變化周期，分別是9.6萬年和210萬年，於0.002至0.12間變化；而地球的是10萬年和41.3萬年等，於0.005至0.058間變化，火星與地球最短距離正慢慢減小。至於自轉軸傾角，火星是25.19度，但可由13度至40度間變化周期一千多萬年，不像地球的穩定處於22.1和24.5度間，是因為火星沒有如月球般的巨大衛星來維持自轉軸。也因沒有大衛星的潮汐作用，火星自轉周期變化小，不像地球的會被慢慢拉長，因此現今兩行星的自轉周期相近隻是暫時現象。
火星直徑約是地球的一半，體積為15%，質量為11%，表麵積相當於地球陸地麵積，密度則比其他三顆類地行星（水星、金星、地球）還要小很多。以半徑、質量、表麵重力來說，火星約介於地球和月球中間；火星直徑約為月球的兩倍、地球的一半；質量約為月球九倍、地球的1\/9，表麵重力約為月球的2.5倍、地球的2\/5。
火星到地球的距離：近距離約為5500萬公裏，最遠距離則超過4億公裏。兩者之間的近距離接觸大約每15年出現一次。
自從人類有了探索能力，便利用多種方式對火星進行探測，特別是通過在軌環繞探測器以及落到火星地麵的多個火星車，掌握了很多有價值的資料：
火星的橘紅色外表是因為地表被赤鐵礦（氧化鐵）覆蓋所致。
火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、礫石遍布，沒有穩定的液態水體，以二氧化碳為主（95.3%）的大氣既稀薄又寒冷，沙塵懸浮其中，每年常有塵暴發生。與地球相比，地質活動不活躍，而另一個獨特的地形特征是南北半球的明顯差別：南方是古老、充滿隕石坑的高地，北方則是較年輕的平原。火星兩極皆有主要以水和冰組成的極冠，而且上麵覆蓋的幹冰會隨季節消長。火星上有太陽係已知最大的火山--奧林帕斯山和最大的峽穀--水手號峽穀。
火星有兩個天然衛星：火衛一和火衛二，形狀不規則，可能是捕獲的小行星。
火星的大氣密度隻有地球的大約1%，非常幹燥，溫度低，表麵平均溫度零下55c，水和二氧化碳易凍結。在火星的早期，與地球十分相似。像地球一樣，火星上幾乎所有的二氧化碳都被轉化為含碳的岩石。但由於缺少地球的板塊運動，火星無法使二氧化碳再次循環到它的大氣中，從而無法產生意義重大的溫室效應。因此，即使把它拉到與地球距太陽同等距離的位置，火星表麵的溫度仍比地球上的冷得多。
最令科學家感興趣的，是火星上是否存在生命的問題。
很多證據證明在數十億年前火星表麵的大部分地區曾經被廣闊的海洋覆蓋：從拍攝圖像中甚至識別出一個巨大的衝積三角洲。這個三角洲所在的河流最終注入一個麵積幾乎覆蓋1\/3火星表麵的巨型海洋。
這一三角洲所在的位置不排除在過去可能曾經也是位於一個隕石坑內部，但是後來這個隕石坑被完全侵蝕殆盡了。如果是這種情況那麽就說明火星上的地質活動要複雜得多。
後來，在火星上發現了豐富的沉積紀錄。這些沉積紀錄反映了火星過去環境的線索，包括降水，地表水體，河流三角洲以及可能存在的海洋，表明火星的古代環境以及這些環境下產生的沉積紀錄，都和地球非常相似。
科學家研究圖像發現，火星上不但隻有位於兩極、已經凝固成冰的水，更有隻會在和暖季節時出現、流動的液態水；火星探測器在火星上加熱土壤樣本時鑒別出有水蒸氣產生；火星車挖掘的泥岩岩石粉末樣本分析表明，火星遠古時期的環境狀況適宜微生物生存；來自衛星的數據表明此前在火星表麵一些隕坑坑壁上觀察到的神秘暗色條紋可能與間歇性出現的液態水體有關。這些坑壁上的暗色條紋可能是含鹽水體沉積過程產生的結果。尤為關鍵的一點在於，這種含鹽水體將能夠改變火星表麵水體的冰點與沸點，從而使得液態水體在火星地表的存在成為可能；甚至還有消息稱，科學家在火星上發現了巨大的地下蓄水層，是發現的第一個液態水湖。這增加了火星上存在生命的期望。
這些發現的最重要意義，是因為水是生命的起源。下一個目標，就是要在火星上做進一步的探索，以調查火星現時是否有任何微生物形態的生命。
然而，人類至今仍然沒有發現火星上存在生命的直接證據。火星有非常大的可能性，存在古代生命的跡象，但這些跡象已經過去太多年了，以至於仿佛不存在一樣。