Marsi äärmiselt hõreda „õhu“ tihedus on umbes sada korda väiksem Maa atmosfääri tihedusest. 95 protsenti Marsi atmosfäärist moodustab süsihappegaas ehk süsinikdioksiid. Kuna erinevalt Maast puudub Marsil arvestatav magnetväli, ei suuda meie punane naaber ohtlikku kosmilist kiirgust enda pinnast eemale peegeldada.

Marsi pinnal valitseb ka palju kangem külm kui Maal. Keskmine temperatuur Marsil on umbes 210 kelvinit ehk 64 kraadi alla nulli Celsiuse järgi. Keskmine temperatuur Maal on aga umbes 290 kelvinit ehk 16,8 kraadi Celsiuse skaalal.

Marsil on kaks tillukest kartulikujulist kuud, Phobos ja Deimos, läbimõõduga vastavalt 22,5 ja 13 kilomeetrit.

Marsi koloniseerijatel võib tekkida vajadus kas uut tüüpi kella või kalendri loomise järele. Päevad Marsil on Maa päevadest nimelt veidi pikemad. Üks Marsi päev ehk teaduslikus kõnepruugis sol kestab 24,63 tundi. Maa päeva pikkuseks on 23,94 tundi. Ka Marsi aasta on Maa aastast pikem, kuna Marsil kulub Päikesele tiiru pealetegemiseks rohkem aega. Üks Marsi aasta vältab 687 päeva, Maa aasta aga vaid 365 päeva, vahendab Space.com.

Atmosfäärirõhk Marsi pinnal on võrreldav õhurõhuga Maal 35 km kõrgusel maapinnast. Atmosfäär koosneb peamiselt süsinikdioksiidist, lämmastikku ja argooni on kuni 2%, hapnikku 0,3%. Kui kogu veeaur sadestuks Marsi pinnale, moodustaks see vaid 0,02 mm paksuse veekihi.

Enne koitu võib Marsi taevas olla hõredaid pilvi. Pooluste piirkonda katab kuni paarikümne meetri paksune valge tahke süsinikdioksiidi ehk süsihappelume kiht (need paistavad nn polaarmütsidena), mille all leidub ka vee jääd.

Enamik Marsi pinda on punakas kivikõrb. Heledamad alad, nn mandrid, on keskmiselt 3 km kõrgemad tumedatest, nn meredest. Mandritel on meteoriidikraatreid rohkem kui meredel, järelikult on viimased tekkinud hiljem. Väiksemad kraatrid (läbimõõduga alla 3 km) on tuulte ja liivatormide mõjul tasandunud. Mäeahelike ja orgude kõrguste vahe küünib 14 km-ni.

Phobos ja Deimos on arvatavasti juhuslikult Marsi külgetõmbejõu mõjupiirkonda sattunud asteroidid. Need on korrapäratu kujuga kaljurahnud: nende mõõtmed on vastavalt 25×21×19 km ja 15×12×11 km. Neilgi leidub meteoriidikraatreid ja lõhesid. Phobos tõuseb (läänest) ja loojub (itta) kolm korda ööpäevas, sest ta tiirleb kiiresti: tema tiirlemisperiood on 0,32 Maa päeva. Deimose tiirlemisperiood on 1,26 päeva ehk teisisõnu tõuseb ja loojub ta 4 päeva jooksul 3 korda.

Thomas Gangale leiutas 1985 Marsi tulevaste kolonistide jaoks kalendri, mille nimetas oma poja järgi Dariuse kalendriks.