火星之谜多多，科学家对火星的兴趣与日俱增。20世纪60年代以前的一段时间里，科学家主要是把光学仪器和雷达结合起来进行观测，虽有所获，但是难有突破性的进展。
1962年，前苏联发射火星1号探测器，但它飞离地球1亿公里时，便与地球失去了联系，一直下落不明。
从60年代至90年代的30多年时间里，美国与前苏联一共向火星发送23个探测器，其中10个彻底失败，7个到达了火星却没有传回有效数据。日本于1998年7月4日，发射了它的第一艘火星探测飞船“希望”号，成为继美国、前苏联之后第三个发射火星探测器的国家。
在这些火星探测器中，美国1971年发射的“水手”9号成为第一个绕火星飞行的人造天体。1976年，美国的“海盗”1号、“海盗”2号相继在火星表面着陆。它们发回了大量图像、照片和取样测试数据。结果表明，火星上的风光极为壮观、奇特，很多情况是人们想象不到的。火星的地理环境有如下特点：
第一，火星上有无数大火山群、大峡谷、大河床的形迹。在火星上发现的无数峡谷中，马利内利斯峡谷最大，被称为火星大峡谷。它的深度在5公里以上，宽度达几千公里。除这个超级大峡谷外，还发现多条长度达2000公里以上的大峡谷。
死火山是火星上的又一奇观。有座巨型死火山叫奥林匹斯山，位于火星北半球，高约2．56万米，是珠穆朗玛峰的3倍，很可能是太阳系中最高的山。迄今发现的火星上4大火山是：奥林匹斯山、阿鲁沙山、巴维尼斯山和阿斯科雷阿斯山。
河床痕迹是火星的第三大景观。河床已经干涸，有长有短，最长的达1500公里。这些河流形成于30亿年到1亿年之前，持续了20多亿年。河水流失后，剩下的便是干涸的河床。由于长期侵蚀，河床里布满陨石坑和乱石。
第二，火星的地形具有非对称性特点。南半球集中有火山口和环形山，与月球表面相似；火星北半球主要是平原。
第三，白色的极冠是火星的自然特征之一。极冠是由冰和干冰组成的，因此看起来是白色的。火星极冠在火星的冬季是在南极与北极之间移动着的。
第四，火星上的尘埃风暴、彩云大雾蔚为壮观。火星气象多变，气象不仅随季节、地理位置不同而变化，而且随早晚不同而变化。火星以地球的两倍日数围绕太阳旋转，火星上的四季，分别比地球的四季长一倍。冬季极地温度为-140℃，而赤道的正午温度达20℃。显著的温差，是火星大气稀薄造成的。更奇怪的是，火星中午时地表温度可达21℃，但仅仅在其上方1．5米，温度便降到-12℃。