火星上的平均溫度大約爲218K（開爾文，溫度單位，即從絕對零度-273.15℃開始的攝氏度）（-55℃，-67℉），但卻具有從冬天的140K（-133℃，-207℉）到夏日白天的將近300K（27℃，80℉）的跨度。儘管火星比地球小得多，但它的表面積卻相當於地球表面的陸地面積。 與地球相比，火星地質活動較不活躍，地表地貌大部份於遠古較活躍的時期形成，有密佈的隕石坑、火山與峽谷，包括太陽系最高的山：奧林帕斯山和最大的峽谷：水手號峽谷。
另一個獨特的地形特徵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。 火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、礫石遍佈且沒有穩定的液態水體（2015年9月28日，美國宇航局公佈火星上有少量的水。
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