火星是太阳系中的八大行星之一，属于类地行星，自转周期、自转轴倾角均与地球相近，直径约为地球的53%，质量约为地球的11%。公转一周约为地球公转时间的两倍。地表赤铁矿是火星程橘红色的原因。
火星和地球一样拥有多样的地形，有高山、平原和峡谷，大部分是沙漠、地表沙丘和砾石。2015年9月28日，美国宇航局公布，火星上有少量的水。2018年7月25日，科学家又发现，火星上有液态水湖（地下湖）。
火星大气既稀薄又寒冷，以二氧化碳为主，常有沙尘暴发生，沙尘悬浮于其中。火星的大气密度大约只有地球的1%，温度低，表面平均温度接近零下5６℃，水和二氧化碳易冻结。火星两极永久地覆盖着固态二氧化碳(干冰)。在夏天，火星北部二氧化碳完全升华，剩余的则为冰水层。
火星早期，与地球十分相似，几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石，不能产生温室效应，后来，二氧化碳浓度的提高，也只能提高火星表面温度约5℃左右，因此，火星表面温度比地球冷得多。
火星大气成分主要是二氧化碳，约占95%，有少量的氮气、氩气和微量的氧气、水汽。其平均大气压强约为7毫巴。
2008年6月20日，凤凰号在火星上挖掘，发现了八粒白色的物体，四天后就凭空消失，因此，科学家推测这些白色颗粒一定是升华了，不可能是盐一类的物质。有人猜测，是二氧化碳霜或是地表尘埃。
科学探测认为，30多亿年前，火星可能曾发生大规模的火山喷发，火山灰和岩浆在地面留下许多痕迹。由于火山运动，促使火星内部和表面二氧化碳和水的循环。”好奇号”火星探测车发现了一个已干涸的远古淡水湖，并找到了碳、氢、氧、硫、氮等元素。科学家们说，约在40亿年前，火星气候与地球相似。
钼元素的氧化物在行星演化史上与生命的起源有关联。史蒂文·本纳教授认为钼氧化物是一种催化剂，当其被高度氧化时，可作用于早期的有机分子。
火星上有一个巨大的臭氧洞，太阳中的紫外线可直接照射到火星表面，因此，在火星上难以找到有机分子。美国宇航局2015年11月5日公布了火星大气的观测结果：太阳风可能是剥夺火星大气的罪魁祸首，太阳风每秒钟约带走100克的火星大气。太阳风中高能粒子流形成的电场，使火星大气中某些原子被电离。
1、由于火山爆发等板块运动，把火星深层的二氧化碳释放到大气中。
2、火星表面平均温度零下5６℃，火星二极的水和二氧化碳易冻结，干冰的升华和冻结循环，增加了火星大气中的二氧化碳。
3、岩石的氧化。在催化剂钼氧化物和少量氧气的作用下，使岩石中某些有机分子断裂（分解）为二氧化碳。
4、火星有巨大的臭氧洞，太阳中的紫外线与太阳风的共同作用使碳、氢、氧、硫等元素发生电离，最后生成二氧化碳。
众所周知，火星与地球的巨大差别中，空气成分是其中的关键因素，地球上氧气的占比约为五分之一，而空气主要成分是氮气，占据了78% ，稀有气体0.94% 二氧化碳0.03% 其他气体和杂质0.03%。一般都会维持稳定状态，以达到生态平衡。
但是火星就不一样了，虽然火星周围也笼罩着大气层，与地球大气层相似。但是火星大气层的主要成分是二氧化碳，约占火星大气成分的95%，但是火星大气密度却不到地球的1%，所以尽管火星大气二氧化碳占比高，“温室效应”却并未失控。其次是氮、氩，此外还有少量的氧和水蒸气。火星大气中也含有微量的甲烷、水等气体分子，都是温室气体。火星大气层与地球大气层都有氮存在，这是火星与地球最大的相似之处。 但是火星大气的密度不到地球大气的百分之一，表面大气压500～700帕。
据科学家表示，火星中大量二氧化碳的产生时期可以追溯到40亿年前，一场剧烈的陨石撞击改变了火星的稳定气候，导致火星地表结构发生变化，火山喷发，二氧化碳喷涌而出。这一场灾难导致火星磁场消失，大约与火星地壳二分出现同时发生。磁场的消失导致火星直接面临着太阳风粒子的直接袭击。这一切都加剧了火星恶劣气候的进程，其中就包括二氧化碳的大量聚集，所幸火星的引力并不大，因而其密度并不夸张。
