火星表面红色主要与含铁矿物氧化有关（某些黏土矿物提示过去存在水岩反应）

某些黏土矿物提示过去存在水岩反应。火星过去可能具有比现在更湿润的环境。早期火星温暖持续程度仍需多类证据约束。火星南北半球地形表现明显差异。北部低地与南部高地具有不同地质历史。火星尘暴能够覆盖大范围甚至扩展至全球。尘埃悬浮会改变大气加热与地表光照。火星尘卷风可以在局地搬运细小颗粒。

火星风力作用能够形成沙丘和侵蚀结构。火星有火卫一和火卫二两颗小型卫星。这两颗卫星的起源仍有不同模型解释。火卫一轨道长期演化受到火星潮汐影响。火星缺少类似地球的强全球内禀磁场。火星地壳局部保存早期剩余磁化。太阳风与辐射参与火星大气逃逸过程。

火震帮助约束火星地壳地幔与核心性质。轨道器提供大范围地形与矿物分布资料。轨道遥感分辨率限制能够识别的最小结构。火星陨石是在撞击后离开火星并抵达地球的岩石。火星陨石能够提供火星内部与表面历史线索。陨石中出现有机分子不直接证明曾存在生命。有机物可以由非生物化学过程形成。