火星南北极冠的主要成分分别是干冰、干冰。
火星大气以二氧化碳为主（95.3%），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。火星上最大的火山—奥林帕斯山和最大的峡谷—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，在火星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。
白色晶体，常温下易升华，汽化热高，在常压下升华时可使周围温度迅速下降，因此干冰在空气中升华时会液化甚至进一步凝结空气中的水蒸气，形成的水蒸气液滴或小冰晶附着在空气中的灰尘上形成我们可见的白色烟雾。干冰晶体结构为简单立方，属于分子晶体。
化学性质：干冰的化学性质稳定，无味无毒，不可燃烧，也不支持燃烧。但空气中若二氧化碳含量过高会刺激呼吸系统引起呼吸加快产生窒息的危险（即缺氧）。二氧化碳热稳定性很高2000℃时仅有1.8%分解。干冰属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，与水反应生成碳酸。
火星发现历史
2007年3月，NASA的一项研究表明南极冠的冰假如全部融化，可覆盖整个星球。推论有更大量的水冻在厚厚的地下冰层（cryosphere），只有当火山活动时才有可能释放出来。史上最大的一次是在水手谷形成时，大量水释出，造成的洪水刻划出众多的河谷地形，流入克里斯平原。
另一次较小的一次，是在五百万年前科伯洛斯槽沟（Cerberus Fossae）形成时，释出的水在埃律西姆平原（Elysium Planitia）形成冰海，至2019年仍能看见痕迹。
对于火星上有冰存在的直接证据在2008年6月20日被美国宇航局的凤凰号发现，凤凰号在火星上挖掘发现了八粒白色的物体，当时研究人员揣测这些物体不是盐（在火星有发现盐矿）就是冰，而四天后这些白粒就凭空消失，因此这些白粒一定升华了，盐不会有这种现象。火星全球勘测者所照的高分辨率照片显示出有关液态水的历史。