古希腊人看见火星发出鲜红的光芒，似乎很凶猛，就以神话中的战神马尔斯来称呼它。而我国古代，看见火星发红光并且在天空中时隐时现，有点迷惑人，就将火星称为“荧惑”。火星表面上的土壤与沙石中含有很多的红色的铁氧化物、硅酸盐和其他金属的氧化物，它们在太阳光的照射下呈现出红色光辉。所以，我们看见的火星是红色的。
火星表面上有一层沙土，时常引起沙暴，差不多每个火星年都有一次。火星南半球春末时会突然刮起大沙暴，天昏地暗。几个星期内就覆盖了整个南半球，有时会蔓延到北半球，进而掩盖整个火星。火星表面上的地质地貌大概是这样：明亮的赤褐色的区域多称为大陆；大陆上有高地与平原，也有峡谷与裂缝；暗绿色的部分叫做“海”，小片区域叫做“湖”或“沼”。海边有弯曲的部分叫做“湾”，也有海港与海角；暗绿色区域中的亮斑叫做“岛”。火星火星上的地名很特别，大多用希腊与罗马神话中的地名、神名与人名来称呼，比如太阳湖、月亮湖、金地、银山、蛇海、不死鸟湖、普洛特乌斯地方等，比较大的环形山用近代科学家的名字来命名。火星的地貌有点像地球，地球可分为陆半球与海半球；火星可分为环形山多的粗糙的半球与环形山少的比较平坦的半球。后者大概以奥林匹斯山为中心，而前者以沙巴人湾附近为中心。
一般认为，火星的环形山，绝大部分分布在南半球，它跟月亮的环形山一样，有各种各样的类型。在火星表面也有比环形山大的凹地，叫做“盆地”。最大的是赫拉土盆地，在离赫拉土盆地不远的地方是阿吉利盆地，也是个大盆地，直径有1000千米，深度约2000米。这个盆地的形状为多边形。有人认为，这些盆地很可能是早期巨大的陨星轰击而成的。
在火星上比较平坦的地域，往往可以看到一些火山遗迹。它们有的孤立一方，有的排列成火山群。比如在塔尔基斯、阿玛佐尼斯、埃利锡姆区域就有比较大的火山。
最大的火山是塔尔基斯地区的奥林匹斯山，它比地球上的珠穆朗玛峰要高好多倍，堪称为行星中的高山冠军。在火山的腹地，可以清楚地看到火山熔岩流的遗迹。熔岩沿火山侧面流下，形成从中心向四面延伸、呈辐射状的地形，还可见到熔岩流因塌陷而成的沟谷。有的火山看起来是比较古老的，有同心圆形的构造，早先的喷发物质在外围，后来的喷发物堆积在它内部，越往内，圈子越小，像是火山的喷发愈来愈小形成的。火星上巨大的火山是如何产生的，至今还是个谜。
在火星上最引人注目的是赤道附近的峡谷与河床。最大的峡谷从东边的阿尔弗斯和诺其库其湖地区开始，经过科普特拉斯峡谷，到达克留塞地区。这个峡谷，被定名为“水手谷”。这条大峡谷的内壁呈和缓凹陷面，像是被水流冲刷而成的塌方，这样大规模的峡谷，到底是怎么样形成的呢？可能是由构造运动生成的。大峡谷恰好与地球上的红海构造很相似。与峡谷有关的一个重要的地形是无秩序地带，它广泛分布于大峡谷的东方，那里沟谷纵横，深浅不同，旁边有杂乱的沙石堆积，还可以看到某种陷落的地形，一般认为这是由于地下的冻土层溶解，发生陷落而生成的，但也有人认为这种陷落是火星地壳的断裂活动造成的。
火星的峡谷与干涸的河床，使不少人推测火星早期的气候是温暖的，曾经有过流水，后来这些水流入沙漠地下，或者是化为气体挥发了，才留下现在干涸的河床。
火星有两颗天然卫星，近火星的一颗叫火卫一，另一颗叫火卫二。它们是1887年美国天文学家霍尔发现的。相对于火星（直径为6776千米）来说，这两颗卫星实在太小了，以致有人认为它们是“火星人”发射的人造卫星。当然，实际情况并不是这样的，从美国探测器发来的卫星照片可以看出，这两颗卫星体不是球形的，而是接近于三轴椭球体，粗略说与“土豆”相似。两颗小卫星的表面上有许多坑穴，这可能是早期的一次陨星群撞击的结果。卫星的表面覆盖着一层碳质球粒陨石的物质，也证明了这个说法。
观测表明，火卫一和火卫二都对火星做同步自转。也就是说它们绕火星的公转周期与自转周期相等，就如同我们的月亮始终以同一面向着地球一样，这两颗火星卫星也都始终以同一面对着火星。
火星是地球的近邻。如果说金星是我们的左邻，火星就是右舍了。它在地球的外侧，在比地球轨道大半倍的轨道上绕太阳运转，用肉眼观察，它的外表呈火红色，火星表面由于荧光和亮度常有变化，位置又不固定，因而充满神秘色彩令人迷惑。火星与地球相比，有许多相似的地方。火星上既有春夏秋冬四季的变化，也有白天和黑夜的交替；从火星上看到的太阳也是东升西落。但是，火星比地球小得多。天文学家常把火星称为“天空中的小地球”。火星的四季与地球的四季大不一样，火星的一年相当于地球上的687天，每个季节约172天，差不多相当于地球上的6个月，火星的四季温差比昼夜温差小得多，白天最高温度可以达到28℃，而夜间即可降到-132℃左右。
一个多世纪以来关于火星上有没有“火星人”的争论持续了好长时间。自1962年，前苏联和美国相继发射了15个火星探测器。在随后的几年中，前苏联和美国先后有三艘飞船成功登上了火星。通过一系列的实地观测，人们终于窥到了火星的真面目，火星上并没有什么“火星人”，甚至没找到任何生命的踪迹，火星表面只不过是干燥、荒凉、寂寞、寒冷的旷野，满布着沙丘岩石和火山口。火星上既像撒哈拉大沙漠那样干燥，又像南极洲那样寒冷。火星上也有大气，但极为稀薄，其中95％是二氧化碳，还有少量的氮气和氩气等，到现在为止，科学家们普遍确认，火星上没有任何生命形式存在。
