1.火星概况
火星是太阳系中距太阳第四远的行星，也是第七大行星。火星的火红色的表面，自古就吸引着人们，希腊称之为战神，这或许是由于它颜色鲜红，所以火星有时被称为“红色行星”，而三月份的名字（March）也得自于火星。古代人们观测火星就和观测其他天体一样，大部分是为了占星。直到17世纪之后，才开始出于科学目的，如开普勒探索行星运动定律时，就依据了第谷积累的大量而精密的火星运行的观测资料。科学家认为火星是太阳系中，最适合人类居住的星球（地球除外）。此外，火星也深受科幻小说家的喜爱。
火星表面为什么是红色的？
科学探测表明，火星表面的大部分地区被红色的硅酸盐、赤铁矿等铁的氧化物及其他金属化合物覆盖，因而火星呈现明亮的橙红色。火星的天空也呈现橙红色，科学家们认为这是由于火星稀薄的空气折射阳光后出现的独特景色。
火星的轨道是显著的椭圆形。因此，在接受太阳照射的地方，近日点和远日点之间的温差将近160℃。这对火星的气候产生了巨大的影响，火星上的平均温度大约为218开，但却具有从冬天的140开到夏日白天的将近300开的跨度。尽管火星比地球小得多，但它的表面积，却相当于地球表面的陆地面积。火星表面积是地球表面积的28%，火星的直径为6786千米，每24.62小时自转一周。
除地球外，火星是具有各种有趣地形的固态表面行星，其中不乏一些壮观的地形，如奥林匹斯山脉。奥林匹斯山脉在地表上的高度有24千米，是太阳系中最大的山脉。它的基座直径超过500千米，并被一座高6千米的悬崖所环绕。
火星的表面有很多年代已久的环形山，但是也有不少形成不久的山谷、山脊、小山及平原。
火星的南半球，有与月球上相似的曲型的环状高地。相反，它的北半球大多由新近形成的低平的平原组成，南北边界上出现几千米的巨大高度变化。这些平原的形成过程十分复杂。
火星的内部情况，只是依靠它的表面情况资料和大量的相关数据来推断的。一般认为，它的核心是由半径为1700千米的高密度物质组成，外包一层比地球的地幔更稠的熔岩，最外层是一层薄薄的外壳。相对于其他固态行星而言，火星的密度较低，这表明火星核中的铁（镁和硫化铁）可能含有较多的硫。
如同水星和月球一样，火星也缺乏活跃的板块运动。没有迹象表明，火星发生过能造成像地球般如此多褶皱山系的地壳平移活动。由于没有横向的移动，在地壳下的巨热地带，相对于地面处于静止状态。人们却未发现，火山最近有过活动的迹象。虽然，火星可能曾发生过很多火山运动，可它看来，从未有过任何板块运动。
火星上曾有过洪水，地面上也有一些小河道，十分清楚地证明了，许多地方曾受到侵蚀。在过去，火星表面存在过干净的水，甚至可能有过大湖和海洋。但是这些东西看来，只存在很短的时间，而且估计距今也有大约40亿年了。
火星的早期与地球十分相似，火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石。但由于缺少地球的板块运动，火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中，从而无法产生意义重大的温室效应。因此，即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置，火星表面仍比地球冷得多。
火星的那层薄薄的大气，主要是由余留下的二氧化碳（95.3%）、氮气（2.7%）、氩气（1.6%）、微量的氧气（0.15%）和水汽（0.03%）组成。火星表面的平均大气压强仅为大约7毫巴，还不到地球大气压强的1%。但它随着高度的变化而变化，在盆地的最深处可高达9毫巴，而在奥林匹斯山脉的顶端却只有1毫巴。但是它也足以支持偶尔席卷整颗行星的飓风和大风暴。火星那层薄薄的大气层也能制造温室效应，但那些仅能提高其表面5K的温度，比我们所知道的金星和地球的少得多。
火星的两极，永久地被固态二氧化碳（干冰）覆盖着。这个冰罩的结构是层叠式的，它由冰层与变化着的二氧化碳层轮流叠加而成。在北部的夏天，二氧化碳完全升华，留下剩余的冰水层。由于南部的二氧化碳从没有完全消失过，所以我们无法知道，在南部的冰层下是否也存在着冰水层。这种现象的原因还不知道，但或许是由于火星赤道面与其运行轨道之间的夹角的长期变化，引起气候的变化造成的。或许在火星表面下较深处也有水存在。这种因季节变化而产生的两极覆盖层的变化，使火星的气压改变了25%左右。
在火星的热带地区，有很大一片引力微弱的地方，这是由火星勘测器在它进入火星轨道时获得的意外发现。它们可能是早期外壳消失时遗留下的。这或许对研究火星的内部结构、过去的气压情况、甚至是古生命存在的可能，都十分有用。
在夜空中，人们用肉眼很容易看见火星。由于它离地球十分近，所以显得很明亮。科学家根据火星的土壤得知，火星曾经经历过水灾，可能就是因为这场洪水，而导致火星上的人类灭亡，然后在火星上只遗留下了一些低智能生物，而没有高智能生物。
2.奇特的火星地理
火星和地球一样，拥有多样的地形，有高山、平原和峡谷。由于重力较小等因素，地形尺寸与地球相比，也有不同的地方。南北半球的地形，有着强烈的对比：北方是被熔岩填平的低原，南方则是充满陨石坑的古老高地，而两者之间以明显的斜坡分隔。火山地形穿插其中，众多峡谷也分布各地，南北极则有以干冰和水冰组成的极冠，风成沙丘也广布整个星球。随着卫星拍摄的照片越来越多，会发现更多耐人寻味的地形景观。
（1）火山
火星的火山和地球的火山不太一样，除了重力较小，能使山长高之外，缺乏明显的板块运动。火山分布以热点为主，而地球有火环的构造。火星的火山，主要分布于塔尔西斯高原、埃律西姆地区和零星分布在南方高原上，例如希腊平原东北的泰瑞纳山。
地形图中，火星西半球耸立着一个醒目的特征，中央即为塔尔西斯高原，高约14千米，宽过6500千米，伴随着盛行火山作用的遗迹，包含五座大盾状火山，包括太阳系最高的奥林匹斯山，有21287千米高，550千米宽。其他四座包括艾斯克雷尔斯山、帕弗尼斯山、阿尔西亚山和亚拔山。在大火山之间，还散布着零星的小火山。
在火星的另一端，还有一个较小的火山群，以14127千米高的埃律西姆山为主体，北南各有较矮的赫克提斯山和欧伯山。
（2）峡谷
火星的峡谷，是由水和火山活动形成的。由水造成的峡谷，可能是洪水短时间冲刷成的，稳定的流水侵蚀成的或由冰川侵蚀而成的；火山活动喷发的熔岩流，也可造成熔岩渠道。此外，峡谷还可能由地壳张裂造成，如水手峡谷。
（3）水与冰
在火星的低压下，水无法以液态存在，只在低海拔区可短暂存在。而冰倒是很多，如两极冰冠就包含大量的冰。2007年3月，美国国家航天航空局声称，南极冠的冰假如全部融化，可覆盖整个星球达11米深。另外，地下的水冰永冻土，可由极区延伸至纬度约60°的地方。科学家推论有更大量的水冻在厚厚的地下冰层，只有当火山活动时，才有可能释放出来。史上最大的一次是在水手谷形成时，大量水释出，造成的洪水刻划出众多的河谷地形，流入克里斯平原。另一次较小但较近期的一次，是在500万年前科伯洛斯槽沟形成时，释出的水在埃律西姆平原形成冰海，至今仍能看见痕迹。火星全球勘测者所照的高分辨率照片显示出有关液态水的历史。尽管有很多巨大的洪水道和具有树枝状支流的河道被发现，但还是没发现更小尺度的洪水来源。科学家推测这些河道可能已被风化侵蚀，表示这些河道很古老。火星全球勘测者高解析照片，也发现数百个在陨石坑和峡谷边缘上的沟壑。它们趋向坐落于南方高原、面向赤道的陨石坑壁上。因为没有发现部分被侵蚀或被陨石坑覆盖的沟壑，科学家推测它们应非常年轻。
3.火星的卫星
火星有两个小型的近地面卫星—火卫一和火卫二。这两个卫星可能像C型小行星一样，由富含碳的岩石组成。但它们不可能由纯岩石组成，因为它们的密度太低。它们很可能是由岩石与冰的混合物组成的，并且它们都有很深的地壳坑。
4.火星的尘暴
尘暴是火星大气中独有的现象，小规模的尘暴经常出现，每个火星年还会发生一次席卷全球的大尘暴。尘暴风速之大，令人难以想象。地球上的大台风，风速是每秒60多米，而火星上的尘暴风速，竟高达每秒180多米。1971年，当美国“水手”9号火星探测器刚刚走到距离火星一半的路程时，就遇到了一场前所未有的大尘暴，火星表面70～80千米的高空，被尘埃笼罩，白茫茫一片。除了在火星赤道附近，隐约见到4个坑洞外，其他地方则一片模糊，什么也看不清。这场特大尘暴，竟连续不断地刮了近4个月，才渐渐平息下来。而“水手”9号为了拍照，不得不等了3个月。
火星上有生命吗？
火星在许多方面都与地球相近，有被大气包围着的固体表面，有四季的交替和季节的变化。它的极冠夏天缩小，冬天扩大，像是冰雪的消融和冻结。因此，科学家们曾猜测，火星上有生命存在。为了探索火星生命的秘密，近几十年来已有20余只探测器对火星做过科学探测，其中主要是美国的“水手”9号、“海盗”1号和“海盗”2号。探测结果表明：火星上没有江河湖海，土壤中也没有植物、动物或微生物的任何痕迹，更没有“火星人”等智慧生命的存在。不过，“海盗”1号和2号探测器，在事先选定的火星上最有希望存在生命的地区采集的土样，在地球上进行的实验过程中，发生了某种变化。但科学家们无法确定，这种变化是由微生物的新陈代谢引起的，还是土壤中某种化学过程的结果。因此，目前还不能完全排除火星上存在低级生物的可能性。随着天空探测技术的发展，火星生命之谜将会被彻底揭开。