空间飞行器，包括许多人造卫星、登陆舱和漫游器，已经被苏联、美国、欧洲和日本发射向火星用以研究行星的表面、大气、和地理。大约三分之二去往火星的空间飞行器在计划未完成或是刚刚开始时便出现问题而因此导致任务失败。

因为火星的位置，和其他很多种原因，火星是人类宇宙探索中（除了地球外）最了解的行星。

据信，火星很有可能在很早以前支持过各种各样的生命。

地球的样子，主要是當作未來暴增人口的移民地。可以有以下幾個方法：

1. 在大气中增加適合适量的气体(包括溫室氣體和適合生物生存的氣體)，增加地表溫度與氣壓，主要是為了液態水，其次是植物、動物。
2. 在太空中架設巨大反射(或折射)鏡群，蒐集陽光。
3. 大量融解地下凍土層，再把水引到地表。雖然一開始會結冰，但隨著工程進行，冰層進而融化形成水圈。
4. 在冰上(包括兩極)培植深色藻類进而加速融化。
5. 散布固沙菌類、植物，防止沙暴的發生，進而生成土壤，擴大居住地。

在進行融化地下層時，雖然上層凍土的重量會把下面融解的液態水擠到地表，但是地層會下陷，而且結成的冰會增加地表的反照率，加上昇華至大氣的水，都會改變氣候，因此這些因素都要考慮進去。

不過當然還是有難以解決的問題，那就是來自太空的輻射。雖然可以用太空的反射鏡處理，但是這些鏡子是非常脆弱的。最根本的辦法就是到地核去啟動火星的磁場，抵抗太陽風和宇宙射線。但是這需要大量的能量，需要的技術還得再加強，況且地磁的成因都還尚未明瞭。

不過在動工之前，人類應完整而仔細的審視這星球的一切，並且設立保護區與開發限制，因為只要一開工，就會對保存久遠的地質資料造成重大破壞，是後悔都來不及的。

有些人认为火星的环境可以被改造成類似