Sao Hỏa có một số đặc điểm thú vị khiến nó trở thành một trong những hành tinh được nghiên cứu nhiều nhất trong hệ mặt trời. Một trong những đặc điểm thường được chú ý nhất của sao Hỏa là màu đỏ của nó, khiến nó có biệt danh là Hành tinh Đỏ. Màu hơi đỏ là kết quả của oxit sắt hoặc rỉ sét trong đất.
Sao Hỏa có kích thước bằng một nửa Trái đất. Sao Hỏa có ngọn núi lửa cao nhất trong hệ mặt trời, Olympus Mons, cao 27 km. Các nhà thiên văn đã phát hiện dung nham ở Mons và tin rằng đó là một ngọn núi lửa đang hoạt động. Sao Hỏa cũng có hẻm núi lớn nhất trong hệ mặt trời, Valles Marineris. Thung lũng dài 4.000 km và có thể trải dài trên toàn nước Mỹ.
Các nhà khoa học từng nghĩ rằng sao Hỏa có nước trên bề mặt của nó, nhưng điều tra sâu hơn cho thấy bề mặt thực sự bao gồm các chỏm băng mở rộng và co lại theo điều kiện khí hậu thay đổi. Bầu khí quyển của sao Hỏa bao gồm một lớp mây mỏng, nhưng bầu khí quyển đang dần tan rã do gió mặt trời. Bầu khí quyển và gió hỗ trợ các cơn bão bụi lớn, tác động đến việc khám phá hành tinh của khoa học. Sao Hỏa được biết đến với nhiệt độ bề mặt lạnh, nhưng thực tế là bầu khí quyển của nó bao gồm 95% carbon dioxide là một trong những chất ức chế lớn nhất đối với sự sống của con người trên hành tinh.