Thành phần của bầu khí quyển của sao Hỏa là 95,32 phần trăm carbon dioxide, 2,7 phần trăm nitơ, 1,6 phần trăm oxy và 0,08 phần trăm carbon monoxide. 0,3 phần trăm còn lại được tạo thành từ các nguyên tố vi lượng khác nhau.
Một trong những nguyên tố vi lượng được phát hiện trong khí quyển sao Hỏa là mêtan. Việc phát hiện ra khí mê-tan trên sao Hỏa đã gây ra một số sự phấn khích trong cộng đồng khoa học vì sự hiện diện của khí mê-tan được coi là dấu hiệu cho thấy sự sống có thể đã từng tồn tại trên sao Hỏa. Tuy nhiên, trong khi mêtan đôi khi là sản phẩm phụ của các quá trình sống, nó cũng có thể là sản phẩm của hoạt động núi lửa và các quá trình địa nhiệt, vì vậy vẫn chưa có bằng chứng nào cho thấy từng có sự sống trên sao Hỏa.
