火星上气候环境特点是：大气层很薄，表面平均气压是只有7.5毫巴（约为地球的0.75%）。成分为95%的二氧化碳，3%的氮气，1.6%氢气，很少的氧气、水汽、一氧化碳、氖、氪和氙等，亦充满著很多尘埃。

火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布且没有稳定的液态水体（2015年9月28日，美国宇航局公布火星上有少量的水）。二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生。火星两极皆有水冰与干冰组成的极冠会随着季节消长。