火星與地球在地理特征上相比有很多相似之處。它有高山，有峽穀，有平原和高原。
火星南、北半球的地形有著強烈的對比：北方是被熔岩填平的平原，南方是曾受過多次撞擊的古老高地。在地球所見到的火星表麵，根據不同的反照率而分為2種區域：布滿塵埃和沙土的平原因為富含紅色的氧化鐵，而曾被幻想為火星上的“大洲”。而黑暗的部分曾被認為是海洋。地球上能看見的最大的暗區叫“大流沙”。
火星外表呈現火紅色，火星的直徑相當於地球的半徑。體積隻有地球的15％。質量隻有地球的11％。地表溫度白天有28℃，夜晚低至-132℃。
火星“心裏有底”
美國宇航局火星勘測軌道飛行器拍攝到火星上的一個黑點，科學家表示這個黑點可能是火星表麵一個深洞或地下洞穴的入口。但最新的研究稱這個洞穴並非之前所認為的深不見底，可能隻是一處凹陷，不能成為未來宇航員的庇護所。
2007年5月5日，美國宇航局的火星調查軌道器用隨機攜帶的高清晰科學實驗成像照相機，拍攝了一張火星地表照片，天文學家正是通過這張照片第一次發現這個150米×157米的黑色區域。從高處垂直向下觀測，這個黑色斑塊沒有顯示出四周有牆壁和底部的跡象，因此一些負責高清晰科學實驗成像的科學家開始懷疑這是一個洞的入口。
這一發現引起了極大的轟動，因為這麼大的洞穴可能是尋找生命現象的最佳地點，這是因為它們阻止了太陽發出的強紫外線輻射。它還能為未來登陸火星的人類提供庇護所。然而，這張新圖片顯示，這個黑色區域可能隻是火星表麵的一處凹陷，隻不過凹陷的四壁與地麵垂直而已。
現在人們還不清楚這處凹陷有多深，因為科學家通過圖像並沒發現它的底部。但是“高清晰度科學實驗成像”科研組表示，它可能至少有78米深。當夏威夷地下深處的熔岩慢慢枯竭時，在火山相交處形成了相似的“深坑”，導致疊加的岩石向下坍塌，形成四壁。雖然這個特殊的圖像最終證明不是一個洞穴的入口，但是火星上可能有尚未被人發現的“熔岩管道”——當地下熔岩被排幹後，有時就會形成很長的、管道形狀的洞穴。
火星上應該有一些坍塌的熔岩通道，因此用不了多久，一些保存完好的洞穴可能會呈現在我們的眼前。科學家已經設計出小型跳躍式機器人，將來可以用它研究火星洞穴。