Марс — четвертая от Солнца планета — из-за своего кирпичного цвета получил название «Красная планета». Плоскость его экватора наклонена относительно плоскости орбиты на 25°. На Марсе есть смена времен года, причем ярче всего сезонные изменения проявляются в полярных областях, а зима в южном полушарии холоднее, чем в северном. Сутки на Марсе длятся почти столько же, сколько на Земле.
Ядро Марса может иметь радиус до половины радиуса планеты и частично или полностью пребывает в жидком состоянии. По-видимому, оно состоит почти из чистого железа или из сплава железа и сульфида железа. Выше ядра находятся силикатная мантия, обогащенная железом, и мощная кора толщиной 70–100 км.
Цвет планеты определяют красные оксиды железа, присутствующие в поверхностных породах. В настоящее время собственного магнитного поля у планеты нет, однако с борта космических аппаратов обнаружены места с сильной остаточной намагниченностью. Вероятно, они являются реликтами далекой эпохи, когда у Марса была мощная магнитосфера. Рельеф Марса отличается большим разнообразием. Свои следы на поверхности планеты оставили вулканы, метеориты, ветер, вода и льды. Метеоритные кратеры располагаются на 2/3 поверхности планеты. Южное полушарие покрывают древние высокогорья, а в северных широтах сосредоточены более молодые равнины. Разница высот между горными и равнинными областями достигает 6 км.
Вероятно, в прошлом Марс пережил бурную геологическую эпоху, которая, скорее всего, закончилась около миллиарда лет назад. Среди марсианских вулканов выделяется Олимп, диаметр основания которого достигает 550 км, а высота от подножия около 27 км, он увенчан 60-километровым кратером. Также в прошлом огромную роль в формировании рельефа Марса играла проточная вода. В настоящее время воды на Марсе много, но вся она находится в замерзшем состоянии — в полярных шапках и вечной мерзлоте. Низкое атмосферное давление исключает возможность существования жидкой воды на поверхности планеты.
Атмосфера Марса существенно более разрежена, чем воздушная оболочка Земли. По составу она напоминает атмосферу Венеры и на 95 % состоит из углекислого газа. Около 4 % приходится на долю азота и аргона, кислорода и водяного пара в марсианской атмосфере меньше 1 %. Водяной пар и углекислый газ часто собираются в облака. На Марсе встречается облачность самых разнообразных форм и видов. Над низинами (каньонами, долинами) и на дне кратеров в холодное время суток часто стоят туманы, также на поверхность планеты может выпасть снег.
Средняя температура на Красной планете значительно ниже, чем на Земле — около –40 °С. При наиболее благоприятных условиях — летним днем в районе экватора — воздух прогревается до 0 °С, но зимней ночью мороз может достигать –125 °С. Такие резкие перепады температуры вызваны тем, что разреженная атмосфера Марса не способна долго удерживать тепло. Над поверхностью планеты часто дуют сильные ветры, скорость которых доходит до 100 м/с. Малая сила тяжести позволяет даже разреженным потокам воздуха поднимать огромные облака пыли. Иногда довольно обширные области на Марсе бывают охвачены грандиозными пылевыми бурями, которые чаще всего возникают вблизи полярных шапок.
Спутники Марса Фобос и Деймос открыл в 1877 г. американский астроном Асаф Холл. Фобос обращается вокруг Марса на расстоянии 9400 км от центра планеты и один оборот совершает за треть марсианских суток, обгоняя суточное вращение планеты. Деймос удален от центра планеты более чем на 23 000 км, и на один оборот у него уходит почти на сутки больше, чем у Фобоса. Оба спутника движутся по почти круговым орбитам, лежащим в плоскости экватора планеты, имеют вытянутую форму и небольшие размеры, состоят из одной и той же темной породы, похожей на вещество некоторых метеоритов и астероидов. Их поверхность изрыта метеоритными кратерами и они оба испытывают сильное приливное воздействие со стороны Марса, так что всегда повернуты к нему одной стороной. Может быть, когда-то Фобос и Деймос были вольными астероидами, но, пролетая мимо Марса, попали в его гравитационные сети и стали спутниками Красной планеты.
Поверхность Марса покрыта марсианскими каналами — тонкими, длинными и очень ровными линиями, которые тянутся от полярной ледяной шапки до марсианского экватора. Во время марсианской весны эти каналы становятся более темными, как будто по ним течет вода из тающих полярных шапок. А к концу лета светлеют, словно пересыхают.
Выяснить, что собой представляют марсианские каналы на самом деле, удалось с помощью автоматической межпланетной станции «Маринер-9», запущенной НАСА в ноябре 1971 г. «Маринер-9» стал первым искусственным спутником другой планеты. Он сделал почти 8000 снимков Красной планеты, в результате чего было установлено, что «каналы» представляют собой обычные горные хребты, разломы, цепочки кратеров и другие образования и никак не связаны с деятельностью марсиан (как более полутора столетий полагали некоторые ученые).