火星距离地球的距离并不是恒定的，一般来说，会根据彼此的公转周期改变，火星和地球最近的时候，相距5600万千米，最远的则为3.2亿千米。

火星大气以二氧化碳为主，既稀薄又寒冷，遍布撞击坑、峡谷、沙丘和砾石，没有稳定的液态水。南半球是古老、充满撞击坑的高地，北半球则是较年轻的低地平原。火星上有太阳系已知最大的山—奥林帕斯山，最大的峡谷—水手号峡谷。火星有两个天然卫星：火卫一和火卫二，形状不规则，可能是捕获的小行星。根据观测的证据，火星被观察到类似地下水涌出的现象，南极冰冠有部分退缩，雷达数据显示两极和中纬度地表下存在大量的水冰。

从火星驾驶飞船飞到地球需要180天左右。

火星与地球的最近距离不到5500万千米，从天文学角度看，这是一个非常近的距离。理论上说，如果按照目前太空探测器的飞行速度（约7.8公里/秒），则需要180天左右。

火星轨道和地球的一样，受太阳系其他天体影响而不断变动。轨道离心率有两个变化周期，分别是9.6万年和210万年，于0.002至0.12间变化；而地球的是10万年和41.3万年等，于0.005至0.058间变化（见米兰科维奇循环），火星与地球最短距离正慢慢减小。至于自转轴倾角，火星是25.19度，但可由13度至40度间变化周期一千多万年，不像地球的稳定处于22.1和24.5度间，是因为火星没有如月球般的巨大卫星来维持自转轴。