Sao Hỏa có hai mặt trăng: Phobos và Deimos. Cả hai mặt trăng đều có hình dạng bất thường và kích thước rất nhỏ so với mặt trăng của Trái đất. Phobos là loại lớn hơn trong số hai loại, với bán kính trung bình là 6,9 dặm; Deimos có bán kính trung bình chỉ 3,8 dặm.
Cả Phobos và Deimos đều được phát hiện bởi nhà thiên văn học Asaph Hall bằng kính thiên văn khúc xạ tại Đài quan sát Hải quân Hoa Kỳ vào năm 1877. Kể từ khi phát hiện ra, các nhà thiên văn học đã quan sát thấy rằng Phobos đang dần tiến đến gần sao Hỏa. Các nhà thiên văn hiện dự đoán rằng Phobos sẽ đâm vào sao Hỏa trong khoảng 40 hoặc 50 triệu năm nữa hoặc vỡ ra dưới áp suất trọng trường để tạo ra một vòng mảnh vụn mỏng xung quanh hành tinh.
