火星概况
火星按离太阳由近及远的顺序为第四颗行星，肉眼看去是一颗引人注目的火红色的亮星。它缓慢地穿行于众恒星之中，从地球上看火星时而顺行，时而逆行。火星最暗视星等约为+1.5等，最亮时比最亮的恒星天狼星还亮，达-2.9等，这是由于地球和火星分别在各自的轨道上运行，它们之间的距离总在不断变化。在古罗马的神话中，把它想像为身披盔甲浑身是血的战神“马尔斯”，即希腊神话中的战神阿瑞斯。阿瑞斯身世高贵，其父是神王宙斯，其母是天后赫拉。天文学中火星的符号是马尔斯的长枪和盾牌的组合。
火星是地球轨道之外的第一颗行星，也是人们谈得最多的行星之一，尤其是19世纪70年代以后的半个多世纪中。主要的原因大概是它在某些方面与地球有相像之处，以及传说存在“火星人”。1976年7月20日，来自地球的第一个“使者”——“海盗”1号着陆舱在火星表面软着陆。
火星离太阳最近时只有2.065亿千米，最远时为2.491亿千米；绕太阳公转轨道的偏心率为0.09。在九大行星中，除冥王星外，火星的偏心率最大，其公转轨道为椭圆形。火星的轨道半长径约为1.52个天文单位，它绕太阳公转一周要686.98日，差不多比地球的一年长一倍；自转周期为24小时37分23秒，其一天的长度几乎和地球相同。火星的自转轴也有一个25°的倾角，和地球的23.5°差不多。因此，火星上也有四季变化，每季长度约相当于地球上两个季度的长度。
火星在椭圆轨道上运行时，与地球的距离有较大的变化。火星与地球的会合周期是779.87天，即大约每隔两年又两个月，火星接近地球一次。当地球和火星运行到太阳的同一侧，并差不多排列在一条直线时，称为火星冲日。冲日前后火星与地球的距离最为接近，但每次的距离又各不相同，在5 570万至12 000万千米之间变化。由于火星的椭圆轨道偏心率大，每隔15～17年有一次与地球相距特别近的冲，称为大冲，那时是观测火星的最佳时刻。
另一个地球
火星的赤道半径是3 332千米，只有地球半径的一半；它的体积只有地球的1／7，质量为地球的1／9；表面重力加速度为地球的2／5。在火星上，以每秒5千米的速度抛出的物体就能脱离火星。由于火星上物体的脱离速度小，火星难以束缚住许多大气分子，因而火星大气非常稀薄。火星大气的主要成分是二氧化碳，约占95％；其余是氮、氩、一氧化碳、氧、臭氧和氢；水汽的数量很少，平均约为大气总量的0.01％。表面大气压为7.5百帕，相当于地球上30～40千米高处的大气压。
火星上受到的太阳辐射只有地球上受到的40％，因而火星的表面温度比地球要低30℃以上，昼夜温差超过100℃。在火星赤道附近，中午的温度也只升到20℃左右，晚上又下降到-50℃以下；在两极地区，夏季气温只有-70℃，冬季可下降到-139℃。望远镜发明以后，17世纪，荷兰学者惠更斯发现火星的南北两极都有白色的极冠，其大小随着季节不同而变化。当北半球是冬天时，北极冠增大；此时南半球是夏天，南极冠减少。当北半球到了夏天，北极冠的面积也随之缩减，和地球上的冰雪在夏季溶化的情景一样。
火星是小型的地球，好像故意放在我们的眼前，给我们作比较似的，火星和地球相似之点很多：同样的自转形成昼夜，同样的公转形成四季，同样有固定的形态，可根据它来绘制地图，同样有气象的变化，同样有山川随季节而变色，同样的在极地上堆积着冰雪。这一切都足以使这颗近邻的行星成为我们最近的亲属。根据比较推理的方法，更进一步，我们便可断定火星上具有有机体的生命。在20世纪初只有愁闷的人才怀疑火星上有动物和植物的存在。法朗士小说里的贝惹雷先生想到地球上的可怜情况说道：“我以为有机的生命是这颗可怜的渺小的行星上的一种罪孽。我一想到在无限的太空里，这些生物吃别的而且又被别的吃，真是不胜悲苦。”但是过一会这位先生因为一种没有料到的原因，高兴地又问道：“火星上的生物是不是更美丽一些，他们的智慧是不是更高级一些”法朗士所创造的这个角色真是一位哲学家，随他的兴致，时而相信，时而怀疑火星上有人居住。
火星被称为红色的行星，这是因为它表面布满了氧化物，因而呈现出铁锈红色。火星表面的大部分地区都是含有大量的红色氧化物的大沙漠，还有赭色的砾石地和凝固的熔岩流。火星上常常有猛烈的大风，大风扬起沙尘能形成可以覆盖火星全球的特大型沙尘暴。每次沙尘暴可持续数个星期。火星两极的冰冠和火星大气中含有水分。从火星表面获得的探测数据证明，在远古时期，火星曾经有过液态的水，而且水量特别大。这些水在火星表面汇集成一个个大型湖泊，甚至是海洋。现在我们在火星表面可以看到的众多纵横交错的河床，可能就是当时经水流冲刷而成的。此外火星表面的许多水滴型“岛屿”也在向我们暗示这一点。
火星表面有一条巨大的“水手谷”。这是一个长约4 000千米的巨大峡谷，它是在远古时期的洪水和火山活动的共同作用下形成的。火星上的巨大火山——奥林匹斯山高约2万7千米，是地球最高峰珠穆朗玛峰高度的三倍。它是太阳系中最高的山峰。火星有两个微小的卫星，直径都不到80千米，看起来更像是被俘获的小行星。
一直以来，火星都以它与地球的相似而被认为有存在外星生命的可能。近期的科学研究表明，目前还不能证明火星上存在生命；相反，越来越多的迹象表明火星更像是一个荒芜死寂的世界。尽管如此，某些证据仍然向我们指出火星上可能曾经存在过生命。例如，对在南极洲找到的一块来自火星的陨石的分析表明，这块石头中存在着一些类似细菌化石的管状结构。所有这些都使人们对火星是否存在生命保持极大的兴趣。
火星的卫星
火星的两颗卫星被人命名为福博斯(战栗)与德莫斯(恐怖)，这是从荷马的《伊利亚特》第十五章内的两句诗中借用来的，这两句诗叙述战神从奥林匹亚山降到地面来替他的儿子阿斯卡拉弗报仇。他命福博斯和德莫斯驾马，他自己穿上金光夺目的甲胄。火卫一(福博斯)与火星中心的距离是火星直径的2.8倍约合9 350千米。它的直径只有15千米，在我们的望远镜里这是一颗差不多看不见的星点，沉没在火星的光辉里。这颗卫星绕火星公转比火星自转还要迅速，它的公转周期只有7时39分。因为火卫一具有这种异常的速度，所以它的周日运动也是反常的，它和恒星、太阳以及火卫二的方向相反，从西方升起而向东方落下。它的位相变化很迅速，从西方出现时还是一弯娥眉，像新月时的月亮一般，中天时业已是满月，在还没有落到东方地平线之前，它又表现成娥眉的形状了。
火卫二(德莫斯)的直径只有8千米，还不及火卫一明亮，但因它离火星较远，便于观测。它与火星中心的距离是火星直径的6.9倍，约合2.34万千米。它的公转周期是30时18分，比火星的自转周期稍长一些。火卫二在火星的天穹上运行，和火卫一的方向相反，像太阳和恒星一样出于东而没于西，但在火星的天空中运行很缓慢，它在火星上一定地方的地平线上停留64个小时(火星时)之久。在这期间太阳已经出没了两三次，那里可以看见这颗卫星连续盈缺了两次之多！虽然火星和地球有许多相似之处，可是在卫星这一点上，它们却相差得太大了。