Der Mars hat einen Durchmesser von 6.800 km. Die Masse des Mars beträgt 0,11 Erdmassen und seine mittlere Dichte hat einen Wert von 3,93 g/cm³, was bereits deutlich von den entsprechenden Werten für die Erde (Masse = eine Erdmasse, Dichte = 5,62 g/cm³) abweicht. Mit einer maximalen scheinbaren Helligkeit von -2m,9  kann der Mars nach der Sonne, dem Mond und der Venus das hellste Objekt am Himmel sein. 

Die mittlere Entfernung des Mars von der Sonne beträgt rund 227,9 Millionen Kilometer. Die Bahn des Mars ist stark elliptisch, d.h. seine Bahn-Exzentrizität hat einen Wert von e = 0,093, so dass seine Entfernung zur Sonne zwischen rund 206,62 Millionen und 249,23 Millionen Kilometer schwankt. Für einen Umlauf um die Sonne benötigt der Mars 688 Tage. Die Bahnneigung gegen die Ekliptikebene ist mit 1,85° relativ gering. Der Minimalabstand von Erde und Mars beträgt etwa 54,5 Millionen Kilometer, der maximale etwa 401,3 Millionen Kilometer. Besonders günstig ist der Mars während seiner Oppositionsstellung zur Erde zu beobachten, wenn sich die Erde in einer Linie zwischen der Sonne und dem Mars befindet. Die mittlere Oppositionsentfernung des Mars zur Erde beträgt 78,39 Millionen Kilometer.

Der Mars rotiert einmal in 24^h 37^m 23^s um seine eigene Achse und die Neigung seiner Rotationsachse gegenüber der Ekliptik beträgt 25,19°. Diese Werte sind mit den entsprechenden Werten für die Erde vergleichbar (23^h 56^m 04^s, 23,44°). Auf den ersten Blick erscheint der Planet Mars erdähnlich, was in der Gesamtbetrachtung jedoch nicht zutreffend ist. So verfügt er über zwei Polkappen und das Klima des Mars zeigt Jahreszeiten wie auf der Erde. Allerdings bestehen die Polkappen aus gefrorenem Kohlenstoffdioxid (Trockeneis) und Wassereis.

Die Oberfläche des Mars  hat etwa die Größe von einem Viertel der Erdoberfläche, was in etwa der Gesamtfläche der Erdkontinente entspricht. Die markante rote Färbung der Marsoberfläche kommt aufgrund von Eisenoxid-Staub zustande, welcher sich auf der Oberfläche und in der Marsatmosphäre verteilt hat. Statt von einem „roten“ Planeten kann auch von einem „rostigen“ Planeten gesprochen werden. Die Oberflächengestaltung des Mars ist zweigeteilt. Die Nordhalbkugel besteht aus einer Tiefebene, die etwa drei bis fünf Kilometer unter dem globalen Nullniveau (mittlerer Marsradius) liegt. Sie ist geologisch relativ jung und weist wenig Einschlagkrater auf. Im Gegensatz dazu bildet die Südhalbkugel ein Hochland, was durchschnittlich zwei bis drei Kilometer über dem globalen Nullniveau liegt. Sie hat ein relativ hohes Alter von etwa vier Milliarden Jahren und weist viele Einschlagkrater auf. Des Weiteren weist die Südhalbkugel ausgedehnten Schildvulkane auf. Der größte Schildvulkan Olympus Mons hat einen Basisdurchmesser von etwa 650 km und eine Höhe von rund 27 km. Die unterschiedliche Oberflächengestaltung dürfte ihre Ursache in einer gewaltigen Kollision in der Frühzeit des Planeten haben. Bei dieser Kollision dürfte Material herausgeschleudert worden sein, welches die relativ kleinen Marsmonde Deimos und Phobos geformt haben könnte. Bei den Monden könnte es sich auch um eingefangene Planetoiden handeln.

Die Atmosphäre des Mars ist sehr dünn und hat auf der Marsoberfläche nur einen Druck von etwa 0,006 bar. Das entspricht etwa einem Prozent des Luftdrucks auf der Erdoberfläche. Die Atmosphäre besteht zu 95,97 Prozent aus Kohlenstoffdioxid sowie aus 1,89 Prozent Stickstoff, 1,93 Prozent Argon, 0,146 Prozent Sauerstoff, 0,0056 Prozent Kohlenstoffmonoxid und 0,02 Prozent Wasser.

Über den inneren Aufbau des Mars ist aufgrund fehlender ausführlicher seismischer Messdaten noch wenig bekannt. Doch dürfte der innere Aufbau vergleichbar mit der Erde sein, so dass der Mars aus einem Kern (Eisen, mit einem Anteil von 14 – 17 Prozent Schwefel), einem Mantel aus Gestein und einer Kruste bestehen dürfte. Der Kern des Mars beinhaltet etwa doppelt so viele leichte Elemente wie der Erdkern, so dass er im Vergleich zum Erdkern auch einige geringere Dichte hat. Der Kern dürfte zwar teilweise flüssig sein, jedoch nicht so wie der Erdkern.

Ein daraus resultierender Dynamo-Effekt bleibt weitgehend aus, so dass der Mars nur über ein sehr schwaches Magnetfeld aus seiner Vergangenheit verfügt, was etwa die Stärke von rund 1/1000 des irdischen Magnetfeldes hat.

Die Temperatur auf der Marsoberfläche schwankt zwischen maximal +20°C  und -130°C. Die mittlere Temperatur beträgt -55°C. Die maximale Temperatur wird im Marssommer am Äquator erreicht, während die niedrigste an den Polen erreicht wird. Flüssiges Wasser gibt es auf der Marsoberfläche heute nicht mehr, doch gibt es größere Anteile von gefrorenem Wasser im Marsboden (Permafrost) und in den Polkappen. In der Vergangenheit könnte der Mars über eine dichtere Atmosphäre und höhere Temperaturen verfügt haben. Auf der Oberfläche gibt es deutliche Spuren, dass in der Vergangenheit auch mal flüssiges Wasser geflossen sein muss. So zeigen sich heute noch trockene Flussbetten und Strukturen, die auf ehemalige Ozeane hindeuten. Unbekannt ist jedoch, wie lange eine mögliche Phase mit flüssigen Wasser angehalten haben könnte.

Auf dem Planet Mars könnten einfache Formen von Leben entstanden sein. Es ist allerdings unklar ob tatsächlich Leben entstehen konnte und ob vielleicht sogar noch einfaches Leben in geschützten Nischen vorhanden sein könnte. Bisher konnte kein Leben auf dem Mars nachgewiesen werden. Die Rahmenbedingungen für die Entstehung von Leben auf dem Mars sind nicht besonders gut. Zunächst müsste es eine ausreichend lange Periode mit höheren Temperaturen und flüssigem Wasser gegeben haben, damit Leben entstehen konnte. Offen muss hier auch bleiben, ob es ggf. unter der Marsoberfläche Wärmereservoirs mit flüssigem Wasser geben könnte. Komplexere Formen von Leben oder Leben auf der ungeschützten Marsoberfläche dürfte ausgeschlossen sein. So verfügt der Mars weder über ein Magnetfeld noch über eine schützende Ozonschicht. Die Kosmische Strahlung und ultraviolette Strahlung treffen ungefiltert auf der Marsoberfläche auf. Diese Strahlung zerstört komplexe organische Verbindungen. Des Weiteren führt die spaltende Wirkung der UV-Strahlung auch zu einem Aufspalten von Wassermolekülen, was sich ebenfalls auf die notwendigen Voraussetzungen für die Entstehung von Leben negativ auswirkt. Die Chancen für die Entwicklung von Leben auf dem Mars dürften aus heutiger Sicht gering sein, was gut in den Kontext der bisher negativen Resultate der Raumfahrtmissionen bei der Suche nach Leben auf dem Mars passt.