火星比地球小,赤道半徑為3395公里,是地球的一半, 體積不到地球的1/6,質量僅是地球的1/10.火星的自轉和地球十分相似,自轉一周為24小時37分22.6秒.火星上的一晝夜比地球上的一晝夜稍長一點.火星公轉一周約為687天,火星的一年約等于地球的兩年.
火星上有明顯的四季變化,這是它與地球最主要的相似之處.但除此之外,火星與地球相差就很大了.火星表面是一個荒涼的世界,空氣中二氧化碳占了95%.濃厚的二氧化碳大氣造成了金星上的高溫,但在火星上情況卻正好相反.火星大氣十分稀薄,密度還不到地球大氣的1%,因而根本無法保存熱量.這導致火星表面溫度極低,很少超過0℃,在夜晚,最低溫度則可達到-123℃.