火星是太陽(yáng)系由內(nèi)向外數(shù)的第四顆行星，也是太陽(yáng)系中僅次于水星的第二小的行星，為太陽(yáng)系里四顆類地行星之一。
火星與太陽(yáng)平均距離為1.52AU，公轉(zhuǎn)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(shí)39分35.244秒，或1.027491251地球日。在地球，火星肉眼可見，亮度可達(dá)-2.9，只比金星、月球和太陽(yáng)暗，但在大部分時(shí)間里比木星暗。
火星自轉(zhuǎn)軸傾角為25.19度，和地球的相近，因此也有四季，只是季節(jié)長(zhǎng)度約為兩倍。由于火星軌道離心率大約為0.093（地球只有0.017），使各季節(jié)長(zhǎng)度不一致。
火星軌道和地球的一樣，受太陽(yáng)系其他天體影響而不斷變動(dòng)。軌道離心率有兩個(gè)變化周期，分別是9.6萬(wàn)年和210萬(wàn)年，于0.002至0.12間變化；而地球的是10萬(wàn)年和41.3萬(wàn)年等，于0.005至0.058間變化，火星與地球最短距離正慢慢減小。至于自轉(zhuǎn)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(wàn)年，不像地球的穩(wěn)定處于22.1和24.5度間，是因?yàn)榛鹦菦]有如月球般的巨大衛(wèi)星來(lái)維持自轉(zhuǎn)軸。也因沒有大衛(wèi)星的潮汐作用，火星自轉(zhuǎn)周期變化小，不像地球的會(huì)被慢慢拉長(zhǎng)，因此現(xiàn)今兩行星的自轉(zhuǎn)周期相近只是暫時(shí)現(xiàn)象。
火星直徑約是地球的一半，體積為15%，質(zhì)量為11%，表面積相當(dāng)于地球陸地面積，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(zhì)量、表面重力來(lái)說，火星約介于地球和月球中間；火星直徑約為月球的兩倍、地球的一半；質(zhì)量約為月球九倍、地球的1/9，表面重力約為月球的2.5倍、地球的2/5。
火星到地球的距離：近距離約為5500萬(wàn)公里，最遠(yuǎn)距離則超過4億公里。兩者之間的近距離接觸大約每15年出現(xiàn)一次。
自從人類有了探索能力，便利用多種方式對(duì)火星進(jìn)行探測(cè)，特別是通過在軌環(huán)繞探測(cè)器以及落到火星地面的多個(gè)火星車，掌握了很多有價(jià)值的資料：
火星的橘紅色外表是因?yàn)榈乇肀怀噼F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(wěn)定的液態(tài)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(fā)生。與地球相比，地質(zhì)活動(dòng)不活躍，而另一個(gè)獨(dú)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?；鹦莾蓸O皆有主要以水和冰組成的極冠，而且上面覆蓋的干冰會(huì)隨季節(jié)消長(zhǎng)。火星上有太陽(yáng)系已知最大的火山--奧林帕斯山和最大的峽谷--水手號(hào)峽谷。
火星有兩個(gè)天然衛(wèi)星：火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，形狀不規(guī)則，可能是捕獲的小行星。
火星的大氣密度只有地球的大約1%，非常干燥，溫度低，表面平均溫度零下55℃，水和二氧化碳易凍結(jié)。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(zhuǎn)化為含碳的巖石。但由于缺少地球的板塊運(yùn)動(dòng)，火星無(wú)法使二氧化碳再次循環(huán)到它的大氣中，從而無(wú)法產(chǎn)生意義重大的溫室效應(yīng)。因此，即使把它拉到與地球距太陽(yáng)同等距離的位置，火星表面的溫度仍比地球上的冷得多。
最令科學(xué)家感興趣的，是火星上是否存在生命的問題。
很多證據(jù)證明在數(shù)十億年前火星表面的大部分地區(qū)曾經(jīng)被廣闊的海洋覆蓋：從拍攝圖像中甚至識(shí)別出一個(gè)巨大的沖積三角洲。這個(gè)三角洲所在的河流最終注入一個(gè)面積幾乎覆蓋1/3火星表面的巨型海洋。
這一三角洲所在的位置不排除在過去可能曾經(jīng)也是位于一個(gè)隕石坑內(nèi)部，但是后來(lái)這個(gè)隕石坑被完全侵蝕殆盡了。如果是這種情況那么就說明火星上的地質(zhì)活動(dòng)要復(fù)雜得多。
后來(lái)，在火星上發(fā)現(xiàn)了豐富的沉積紀(jì)錄。這些沉積紀(jì)錄反映了火星過去環(huán)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(huán)境以及這些環(huán)境下產(chǎn)生的沉積紀(jì)錄，都和地球非常相似。
科學(xué)家研究圖像發(fā)現(xiàn)，火星上不但只有位于兩極、已經(jīng)凝固成冰的水，更有只會(huì)在和暖季節(jié)時(shí)出現(xiàn)、流動(dòng)的液態(tài)水；火星探測(cè)器在火星上加熱土壤樣本時(shí)鑒別出有水蒸氣產(chǎn)生；火星車挖掘的泥巖巖石粉末樣本分析表明，火星遠(yuǎn)古時(shí)期的環(huán)境狀況適宜微生物生存；來(lái)自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)表明此前在火星表面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(xiàn)的液態(tài)水體有關(guān)。這些坑壁上的暗色條紋可能是含鹽水體沉積過程產(chǎn)生的結(jié)果。尤為關(guān)鍵的一點(diǎn)在于，這種含鹽水體將能夠改變火星表面水體的冰點(diǎn)與沸點(diǎn)，從而使得液態(tài)水體在火星地表的存在成為可能；甚至還有消息稱，科學(xué)家在火星上發(fā)現(xiàn)了巨大的地下蓄水層，是發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)液態(tài)水湖。這增加了火星上存在生命的期望。
這些發(fā)現(xiàn)的最重要意義，是因?yàn)樗巧钠鹪?。下一個(gè)目標(biāo)，就是要在火星上做進(jìn)一步的探索，以調(diào)查火星現(xiàn)時(shí)是否有任何微生物形態(tài)的生命。
然而，人類至今仍然沒有發(fā)現(xiàn)火星上存在生命的直接證據(jù)?；鹦怯蟹浅４蟮目赡苄?，存在古代生命的跡象，但這些跡象已經(jīng)過去太多年了，以至于仿佛不存在一樣。