太阳系行星运行图，冥王星已不是行星。自近及远地球在第三位，火星在第四位。
火星是太阳系由内往外数的第四颗行星。
火星直径约是地球的一半，体积为15%，质量为11%，表面积相当于地球陆地面积，密度则比其他三颗类地行星(地球、金星、水星)还要小很多。以半径、质量、表面重力来说，火星约介于地球和月球中间:火星直径约为月球的两倍、地球的一半;质量约为月球九倍、地球的1/9，表面重力约为月球的2.5倍、地球的2/5。
火星是太阳系由内往外数第四颗行星，属于类地行星，直径约为地球直径的一半，自转轴倾角、自转周期相近公转一周则花两倍时间。在西方称为战神玛尔斯星，中国则称为荧惑星因为它荧荧如火，位置、亮度时常变动。其橘红色外表是因为地表被赤铁矿(氧化铁)覆盖，英文里前缀areo-即为火星，火星被认为是太阳系中最有可能存在地外生命的行星。
火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布，没有稳定的液态水体，以二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生。与地球相比，地质活动不活跃，地表地貌大部份于远古较活跃的时期形成有密布的陨石坑、火山与峡谷，包括太阳系最高的山:奥林帕斯山和最大的峡谷:水手号峡谷。另一个独特的地形特征是南北半球的明显差别:南方是古老、充满陨石坑的高地，北方则是较年轻的平原火星两极皆有主要以水和冰组成的极冠，而且上面覆盖的干冰会随季节消长。
近距离约为万公里，最远距离则超过4亿公里。两者之间的近距离接触大约每15年出现一次。年火星和地球的距离曾经达到约万公里，而在年两者之间的距离将达到万公里。但在年的8月27日火星与地球的距离仅为约万公里，是6万年来最近的一次。
不过据天文学家推算，在从公元年到年这年间，火星与地球的近距离只能排在第三位。根据推算结果，到年9月2日，两者之间的距离将为约万公里。而到年8月28日，两者将更为接近，距离为约万公里。
一般来说，火星和地球距离近的年份是最适合登陆火星和在地面对火星观测的时机。
火星的卫星
火卫一(Phobos，英语发音FOHbus中译:弗伯斯)呈土豆形状，一日围绕火星3圈，距火星平均距离约公里它是火星的两颗卫星中较大也是离火星较近的一颗。火卫一与火星之间的距离也是太阳系中所有的卫星与其主星的距离中最短的，从火星表面算起只有千米。它是太阳系中最小的卫星之一，也是太阳系中反射率最低的天体之一。火卫一上有一个巨大的撞击坑，叫斯蒂克尼撞击坑，由于轨道离火星很近，火卫一的转动快于火星的自转。因此从火星表面看火卫一从西边升起，在4小时15分钟或更短的时间内划过天空在东边落山。由于轨道周期短以及潮汐力的作用火卫一的轨道半径在逐渐变小，最终它将撞到火星表面，或者破碎形成火星环。
火卫二(英语发音:Deimos，中译:戴摩斯)是火星最小的一颗卫星，平均半径为6.2千米(3.9英里)，逃逸速度为5.6m/s(20km/h)。它是火星较小和较外侧的已知卫星，另一颗是火卫一(弗伯斯)。火卫二与火星的距离是23,千米(14,英里)以30.3小时的周期环绕火星，轨道速度为每秒1.35公里。
火星温度
火星的轨道是椭圆形。因此，在接受太阳照射的地方，近日点和远日点之间的温差将近摄氏度。这对火星的气候产生巨大的影响。火星上的平均温度大约为K(开尔文，温度单位，即从绝对零度-.15℃开始的摄氏度)(-55℃，-67℉)，但却具有从冬天的K(-℃，-℉)到夏日白天的将近K(27℃，80℉)的跨度。尽管火星比地球小得多，但它的表面积却相当于地球表面的陆地面积。
火星大气
火星的大气密度只有地球的大约1%，非常干燥，温度低，表面平均温度零下55℃，水和二氧化碳易冻结。在火星的早期，它与地球十分相似。像地球一样，火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石。但由于缺少地球的板块运动，火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中，从而无法产生意义重大的温室效应。因此，即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置，火星表面的温度仍比地球上的冷得多。
火星的那层薄薄的大气主要是由遗留下的二氧化碳(95.3%)加上氮气(2.7%)、氩气(1.6%)和微量的氧气(0.15%)和水汽(0.03%)组成的。火星表面的平均大气压强仅为大约7毫巴(比地球上的1%还小)，但它随着高度的变化而变化，在盆地的最深处可高达9毫巴，而在奥林帕斯山脉的顶端却只有1毫巴。但是它也足以支持偶尔整月席卷整颗行星的飓风和大风暴。火星那层薄薄的大气层虽然也能制造温室效应，但那些仅能提高其表面5℃的温度，比我们所知道的金星和地球的少得多。
火星探测：自年代人类开始使用探测器登录火星。年，美国也先后向火星发射了两枚探测器:水手3号和水手4号。手4号于12月28日发射升空，这是有史以来第一枚成功到达火星并发回数据的探测器，水手4号于年7月14日在火星表面9千米上空掠过火星，向地球发回了21张照片，此后又在环绕太阳轨道上花费三年时间对太阳风进行探测。水手4号发回的数据表明火星的大气密度远比此前人们认为的稀薄。
年美国向火星发射了水手6号和水手7号。前者于2月24日发射升空，7月31日抵达火星。后者于3月27日发射升空，8月5日抵达火星。这两枚探测器携带有更先进的仪器和通讯设备，它们成功掠过火星，对火星大气成分进行分析，并发回了大量照片。
水手9号于年11月14日到达火星，在火星轨道上工作了将近一年之久，发回了张照片，覆盖了火星表面超过80%的部分，同时还对火星的两颗卫星进行了探测。
前苏联在年向火星发射了三枚探测器。其中火星3号的轨道器没有成功，但是其着陆器却成为了有史以来第一个成功在火星表面着陆的探测器。
年4月7日:美国发射奥德赛火星探测器，目前仍在火星轨道运行，测试火星的地质和气候，试图寻找火星上生命和水的迹象。年，奥德赛发现火星表面和近地表层中可能有丰富的冰冻水，但这一问题目前存在争议。
年6月2日，欧洲航天局的火星快车探测器发射升空。
年6月10日，携带勇气号火星车的美国火星探测流浪者号探测器发射升空。
年7月7日，勇气号的孪生兄弟机遇号火星车发射升空。
年1月14日，美国总统乔治·W·布什宣布，争取在年后以月球为基地把人送上火星。
年1月23日，欧洲航天局宣布，火星快车探测器发现火星南极存在冰冻水。这是人类首次直接在火星表面发现水。
年2月25日，欧洲航天局的罗塞塔彗星探测器靠近火星飞行，顺利完成利用火星引力调整飞行速度和轨道的任务。
年1月，俄罗斯空间研究所宣布，争取在年前把一名俄罗斯宇航员送上火星。
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