古希臘人叫它阿瑞斯（希臘神話中的戰神），波斯人叫它尼爾高，羅馬人稱它馬爾斯。人們經常把距離太陽第四近的火星同與他們掌管戰爭的神聯係起來。主要原因是，火星看上去是紅色的，讓人聯想起血的顏色。實際上，這紅色來自於不是那麼紅的金星圖中的氧化鐵、矽酸鹽等。簡單地說，火星生鏽了。
當天文學家開始用望遠鏡觀測火星時，他們沒有感到像觀測金星時的那樣失敗。因為，火星的大氣非常幹淨，隻是偶爾會有雲，所以天文學家可以直接看到火星表麵。他們看到的是橘紅色（並不是真的紅色）的荒漠世界，其中散布著黑色的大陸狀的斑，和兩個若隱若現的極冠。
當人們可以看到火星的表麵特征後，就可以測火星的自轉周期了。火星上的一天有24小時37分，比地球略長半個小時。火星的自轉軸與它的公轉平麵有一個25.2°的夾角（黃赤交角，地球的黃赤交角是23.5°），這使得火星上也有一年四季的變化。由於火星圍繞太陽公轉一圈約2年（地球上的年），火星上的各個季節長度也相當於地球上季節長度的2倍。
火星上季節的更替可以從極冠的變化看出來。每年到一個半球的春季時，該半球的極冠就會收縮變小。產生黑色的紋漫延到赤道，有人猜測這是極冠的冰化成水，隨著水從極地流向赤道，火星上的植被開始了新一年的生長。當然，後來證實這個猜想是錯誤的。
火星的公轉軌道橢得非常厲害。它離太陽的平均距離是1億多千米，可是在一個火星年中，它離太陽的實際距離會有3000萬千米的變化（對地球來說，這個變化距離隻有300萬千米）。
地球以更快的速度繞太陽轉（因為它離太陽比火星近），大概每2年從火星附近經過。天文學家把這個過程稱為“衝”（古中國天文學家命名，西方人把它稱為Opposition，即“相反，對麵”的意思，指這時火星在天上處在與太陽相對的位置）。在衝的時候，火星整夜可見，它也處在離地球最近的地方，所以這個時候是我們觀測這顆紅色星球的最好時機。
有一年，一個意大利天文學家喬·斯基亞巴雷利報告說，在一個非常好的火星衝的觀測中，他發現了火星表麵上有河流狀的黑暗條紋，他把那些條紋稱為“通道”。不久，其他天文學家也觀測到了那些條紋狀的東西。這個消息也激勵了一大批人加入觀測火星的行列。其中之一，美國人Lowell在美國的亞利桑納州建了Lowell天文台，專門用來觀測火星。
Lowell把那些通道當成是火星上智慧生物修建的運河，用來把極冠溶化的水引向他們需要的地方。這個消息轟動了全球。
火星上有智慧生物的想法立時成了19世紀末科幻小說的主題，他們描繪了各種火星生物的形態和他們的生活方式。“火星通道”也成了最流行的東西。人們絞盡腦汁，用各種方法給火星人問候的信息，讓他們知道地球上也有人居住。想法從點燃巨大的通信的狼煙，到上萬人在撒哈拉沙漠上同時舉起鏡子把太陽光反射向火星。1892年，法國科學院懸賞10萬法郎給能和火星人聯係上的人。當時，人們認為10萬法郎太多了，因為和火星人聯係是如此容易的任務。
1898年，H.G.Wells出版了他的新書《世界大戰》：火星人不甘居住在滿是沙漠的火星上，他們把貪婪的目光瞄向了綠色的地球。在1938年的萬聖節（基督教的宗教節日）前夕，他們發動了戰爭。當然，這是虛構的，但還是有很多人看完之後感到毛骨悚然。