A superfície de Marte pode ser dividida em duas zonas mais ou menos hemisféricas por um grande círculo com inclinação de mais ou menos 30° em relação ao equador. A metade sul é composta por terreno antigo rodeado por crateras que datam da história mais recente do planeta, quando Marte e os demais planetas estavam sujeitos a um bombardeio de meteoritos mais intenso que atualmente. A metade norte de Marte tem uma superfície com menos crateras e portanto, mais jovem, que se supõe ser composta de fluxos vulcânicos.
O conhecimento mais detalhado de Marte se deve a seis missões realizadas por naves espaciais norte-americanas entre 1964 e 1976. O primeiro satélite artificial de Marte (Mariner 9, lançado em 1971) estudou o planeta durante quase um ano, proporcionando aos cientistas a primeira visão global do planeta. Em 1976, duas sondas Viking pousaram com êxito e realizaram as primeiras pesquisas diretas da atmosfera e da superfície do planeta.
Sua superfície é composta principalmente de óxidos de ferro, o que dá a cor característica do planeta (Ocre-Alaranjado).
Calotas Polares: Mostram variações muito nítidas e periódicas. No inverno de um hemisfério a camada de gelo torna-se bastante extensa podendo atingir o meio do caminho entre o pólo e o equador. Com o auxilio dos radiômetros infravermelhos das sondas Mariner concluiu-se que a temperatura da superfície da calota é de (-132oC), ou seja, a temperatura de condensação do CO2, isto quer dizer que os pólos são recobertos por CO2 sólido, ou seja, neve carbônica.
Atmosfera
A atmosfera de Marte é bastante diferente da atmosfera da Terra. É composta principalmente por dióxido de carbono com pequenas porções de outros gases. Os seis componentes mais comuns da atmosfera são:
• Dióxido de Carbono (CO2): 95.32%
• Azoto (N2): 2.7%
• Árgon (Ar): 1.6%
• Oxigénio (O2): 0.13%
• Água (H2O): 0.03%
• Néon (Ne): 0.00025 %
O ar marciano contém apenas cerca de 1/1,000 da água do nosso ar, mas mesma esta pequena porção pode condensar, formando nuvens que flutuam a uma grande altitude na atmosfera ou giram em volta dos vulcões mais altos. Podem-se formar bancos de neblina matinal nos vales. No local de aterragem da sonda Viking 2, uma fina camada de água congelada cobre o solo em cada inverno.
Há evidências de que no passado uma atmosfera marciana mais densa pode ter permitido que a água corresse no planeta. Características físicas muito parecidas com costas, gargantas, leitos de rios e ilhas sugerem que alguma vez existiram grandes rios no planeta.
Temperatura e Pressão
A temperatura média registada em Marte é -63° C (-81° F) com uma temperatura máxima de 20° C (68° F) e mínima de -140° C (-220° F).
A pressão atmosférica varia semestralmente em cada local de aterragem. O dióxido de carbono, o maior constituinte da atmosfera, congela de modo a formar uma imensa calote polar, alternadamente em cada polo. O dióxido de carbono forma uma grande cobertura de neve e evapora-se novamente com a chegada da primavera em cada hemisfério. Quando a calote do polo sul é maior, a pressão diária média observada pela sonda Viking 1 tem o valor baixo de 6.8 milibars; em outras épocas do ano chega a atingir o valor de 9.0 milibars. As pressões do local da sonda Viking 2 eram 7.3 e 10.8 milibars. Em comparação, a pressão média na Terra é 1000 milibars.
Satélites de Marte
Fobos: O mais próximo do planeta tem diâmetro equatorial bem maior que o diâmetro polar. Seu período de translação ao redor do planeta é de 7h 40min, sendo o único satélite do sistema solar com período de translação menor do que a rotação do seu planeta. Isso se deve à grande proximidade do centro do planeta 9.400 Km.
Deimos: O mais afastado (23.500 Km do centro), tem período de translação de 30h 17min. Suas dimensões são cerca de metade de Fobos.
Ambos os satélites possuem uma forma bem irregular assemelhando-se a uma batata com dimensões em torno de 15 quilômetros.