火星南北半球的地形有著強烈的對比：北方是被溶岩填平的平原，南方則是曾受過多次撞擊的古老高地。在地球所见到的火星表面，根据不同的

反照率而分为二种區域：佈满塵埃和沙土的平原因为富含紅色的氧化铁，而曾被幻想为火星上的「大洲」，例如：Arabia Terra（阿拉伯地）或 Amazonis Planitia（亚马孙盆地），而黑暗的部分曾被认为是海洋，因此有Mare Erythraeum，Mare Sirenum和Aurorae Sinus等名稱。地球上能看见的最大的暗区叫「大流沙」。

火星外表呈现火红色，火星的直徑相当于地球的半徑。体积只有地球的15%。质量只有地球的11%。地表温度白天有28摄氏度，夜晚低至零下132摄氏度。

火星的两极包含冰状水和二氧化碳极冠。一个死亡的盾状火山：奥林帕斯山（Olympus Mons），它有27千米高，是太阳系里最高的山。它位于塔爾西斯高地（Tharsis）的西北。塔爾西斯高地包含三个大火山，從東北到西南為Ascraeus Mons，Pavonis Mons和Arsia Mons，他們幾乎呈直線等距排列，可能原因是在一個火山完成後，熱點的突然移動，再另一個地點新生一個火山，再反覆之（見夏威夷）。而這三個火山的連線幾乎和Olympus-Pavonis連線成垂直。参见火星山脉列表。火星也有太阳系内最大的峡谷地貌：水手谷（Valles Marineris）或火星疤是一个4000千米长7千米深的大峡谷，是由地殼張裂造成的裂谷。火星上也有一系列的隕石坑。最大的为Hellas盆地（Hellas Planitia），它被淡红色砂子所覆盖。参见火星隕石坑列表.

其他特征：

• 零海拔：因为火星上没有海洋所以也就没有'海平面'，零海拔或平均重力表面必须人为确立。于是选择了大气压是610Pa（6.1mbar）的线作为0海拔线，那里的氣壓约為地球表面大气压的0.6%。
• 零度子午线：火星赤道是以它的自转确定，但火星的本初子午线是人为指定的，跟地球一样，选择是随意的，大家约定俗成。1830-32年，德国天文学家威廉 Beer和Johann Heinrich Mädler选择一个小圆形特征作参考点以制作火星的第一张系统地图。1877年被意大利天文学家Giovanni Schiaparelli采用作本初子午线。在1972年，水手9号测绘火星地貌後，沿着Beer和Mädler的线，兰德公司的Merton Davies在他建立一个地理控点网络后提出火星精确的0.0°经线定义：是一个位于Sinus Meridiani（'中湾'或'子午湾'）的这个小环形山（稍后被称为Airy-0）。