Марс – четвертая по расстоянию от Солнца планета Солнечной системы. На звездном небе он выглядит как немерцающая точка красного цвета, которая время от времени значительно превосходит по блеску звезды первой величины. Марс периодически подходит к Земле на расстояние до 57 млн. км., значительно ближе, чем любая из больших планет, кроме Венеры.

По основным физическим характеристикам Марс относится к планетам земной группы. По диаметру он почти вдвое меньше Земли и Венеры.

Планета окутана газовой оболочкой – атмосферой, которая имеет меньшую плотность, чем земная. Даже в глубоких впадинах Марса, где давление атмосферы наибольшее, оно приблизительно в 100 раз меньше, чем у поверхности Земли, а на уровне марсианских горных вершин – в 500-1000 раз меньше. Тем не менее в атмосфере Марса наблюдаются облака и постоянно присутствует более или менее плотная дымка из мелких частиц пыли и кристалликов льда. Как показали снимки с американских автоматических посадочных станций "Викинг-1" и "Викинг-2", марсианское небо в ясную погоду имеет розоватый цвет, что объясняется рассеянием солнечного света на пылинках и подсветкой дымки оранжевой поверхностью планеты. По химическому составу марсианская атмосфера отличается от земной и содержит 95,3% углекислого газа с примесью 2,7% азота, 1,6% аргона, 0,07% окиси углерода, всего лишь 0,13% кислорода и приблизительно 0,03% водяного пара, содержание которого изменяется, а также примеси неона, криптона и ксенона. При отсутствии облаков газовая оболочка Марса значительно прозрачнее, чем земная, в том числе и для ультрафиолетовых лучей, опасных для живых организмов. Солнечные сутки на Марсе длятся 24 часа 39 минут 35 секунд.

Значительный наклон экватора к плоскости орбиты (25,2^o) приводит к тому, что на одних участках орбиты освещаются и обогреваются Солнцем преимущественно северные широты Марса, а на других – южные, т.е. происходит смена сезонов. Марсианский год длится 686,9 дней. Эллиптичность марсианской орбиты приводит к значительным различиям климата северного и южного полушарий: в средних южных широтах зима холоднее, а лето – теплее, но короче чем в северных.

Температурные условия на Марсе суровы с точки зрения жителя Земли. Наиболее высокая температура поверхности 290К достигается в так называемой подсолнечной точке. Наиболее низка температура поверхности в полярных районах, где в зимний сезон она держится на отметке около 150К. Полученные из наблюдений сведения о температуре явились ключом к объяснению природы полярных шапок, которые при наблюдениях в телескоп видны как светлые, почти белый пятна возле полюсов планеты. Когда в северном полушарии Марса наступает лето, северная полярная шапка быстро уменьшается, но в это время растет другая – возле южного полюса, где наступает зима. В конце XIX-XX в. считали, что полярные шапки Марса – это ледники и снега.

По современным данным, обе полярные шапки Марса – северная и южная – состоят из твердой двуокиси углерода, т.е. сухого льда, который образуется при замерзании углекислого газа, входящего в состав марсианской атмосферы, и из водяного льда с примесью минеральной пыли.

В 1975 году на основе материалов телевизионной съемки всей поверхности планеты с космических аппаратов была составлена карта марсианского рельефа, многие из которых уже получили названия, и на карте Марса появились имена деятелей науки и культуры, в том числе русских и советских ученых: кратеры Ломоносов, Королев, Фесенков и другие.

Нанесенные на карты Марса еще XIX веке темные области в основном сохраняют свои очертания, но в научной литературе указаны многочисленные примеры местных изменений отражательных свойств отдельных районов Марса. Ветропылевая гипотеза, разрабатываемая в последние годы в США для объяснения изменений на Марсе, впервые была предложена известным советским астрономом В.В. Шароновым еще до полетов к Марсу космических аппаратов. В течение многих лет популярными были гипотезы, в основе которых лежит изменение оптических свойств некоторых веществ под влиянием изменений на Марсе биосферы, т.е. живых организмов. Задача поисков жизни на Марсе была одной из основных в американской программе "Викинг" (посадка на Марс в 1976 году и одновременно наблюдения с орбитальных аппаратов). Однако обнаружить какие-либо следы жизни не удалось. Не оказалось в образцах грунта и органических соединений. Были проведены исследования элементарного состава образцов марсианского грунта. Найдено близкое сходство химического состава образцов в двух взаимно удаленных местах посадки. В исследованных образцах обнаружено содержание окислов кремния и железа. Содержание серы (вероятно, в виде сульфатов) в десятки раз больше, чем в земной коре.

На снимках Марса найдены следы как ударно-метеоритной, так и вулканической активности, а также следы движений, поднятий и растрескиваний марсианской коры и следы многих процессов разрушения и сглаживания рельефа поверхности, перемещения и отложения насосов. Перепад высоты между высочайшими вершинами и наиболее глубокими впадинами на Марсе составляет около 20 км. Для марсианских гор характерны многовершинные, в основном сглаженные формы. Кроме того, обнаружены типичные вулканические конусы с кратерами на вершине. Предпринятые на борту искусственных спутников Марса поиски признаков современной активности марсианских вулканов пока не дали положительных результатов.

На снимке поверхности Марса с космических аппаратов отчетливо видны детали, имеющие большое сходство с речными руслами на Земле. Поскольку весь комплекс информации о физических условиях на Марсе противоречит возможности существования там рек, можно предположить, что марсианские русла могли возникнуть в результате растапливания подповерхностного водяного льда в зонах повышенного выделения внутреннего тепла планеты.

Некоторые дополнительные сведения о Марсе и об истории его поверхности удается получить косвенными методами на основе исследования двух его природных спутников – Фобоса и Деймоса.

Комплексные исследования Марса являются важным звеном изучения Солнечной системы в целом, которое ведется для разработки вопроса о происхождении и эволюции планет, в том числе и нашей Земли.