火星，我国古代称荧惑，是太阳系八大行星之一，按距日顺序为排行第四的行星，距太阳平均距离约1.52天文单位（约22794×104km）。火星平均直径约6753.385km，约为地球平均直径的53%（地球平均直径为12742.236km）；质量为0.657×1021 t，约为地球的11%（地球质量为5.976×1021 t）；密度为水的3.9倍。火星公转周期为687日，自转周期为24小时37分。火星赤道面与轨道面成23 °59′交角，与地球绕太阳公转的黄赤交角（23°26′33″）相近。因此，火星上也有春、夏、秋、冬四季变化，但每季不是3个月而是6个月左右。火星上也有大气，但大气相当稀薄，密度是地球大气的1/150。
图1-1 火星地貌地质影像图之一
a—奥林匹斯火山锥；b—三斑火山锥；c—火山穹窿；d—科普雷特斯（断谷）串珠状河流
火星大气成分为：二氧化碳（CO2）占95%，氮（N2）占3%，氩（Ar）占1%～2%，氧（O2）占 0.1%～0.4%，水（H2O）占 0.01%～0.1%，还有少量一氧化碳（CO）和氢（H2）以及微量的甲烷（CH4）、氖（Ne）、氪（Kr）和氙（Xe）。
火星上的表面温度以赤道上白昼最高，可达+28℃，但到了夜间则降低到-132℃。火星两极各有一块白色区域叫极冠（图1-1），主要成分为水冰，可能有少量干冰（即固态的二氧化碳CO2）或水冰与干冰的混合物。极冠大小随季节而变化，夏季温度高时甚至会消失，在寒冷的冬季则又重新增大。由于火星各处气温差异较大，因而风速较大，最低风速为1.1m/s，最高风速可达7.2m/s以上，相当于地球上的4～5级的风力。平均风速为4.3m/s，此时已成为强风暴。有资料记载，最大风暴发生于1971年的大尘暴，估计风速达270km/h（即75m/s），自1971年9月下旬开始，直至1972年1月上旬才完全平息。
火星表面成分，目前尚无直接的化学分析结果，但据目前探测，主要为中基性安山岩、玄武岩。
火星土壤由红色细粒、角砾碎屑物组成，其化学成分为：O（50%），Si（15%～30%），Fe（15%～16%），Al（2%～7%），Ca（3%～8%）等，其中含O及Fe高，说明火星过去曾经有相当丰富的水存在过。
图1-2 火星地貌地质影像图之二
火星表面地形起伏较大，其中科普雷特斯峡谷谷底比周围平原深达5～6km，希腊盆地起伏高差可达7km，奥林匹斯山高出周围平原达20km，比地球最高峰珠穆朗玛峰还高出1倍多（图1-1、1-2）。
火星上有广阔的海洋（图1-3）、大小明显不同和密集的陨击坑及巨大的盆地、峡谷、河道、山脉、火山、断裂构造等。希腊盆地直径达2000km，科普雷特斯大峡谷长超过2700km，宽400～500km。河道主要发育于北纬30°到南纬40°之间，河道向源分叉，下游变宽，有的河道围绕火山区形成火山泉水的河流特征。火星山脉多为发育于陨击坑周边或已残破的陨击坑残余山体（图1-2）。
图1-3 火星地貌地质影像图之三
火星上火山发育普遍，有典型的火山锥，如著名的奥林匹斯火山、三斑火山等，奥林匹斯火山锥高出平原约24km，基座宽达700km，山顶有直径达65km的巨大火山口。古老的破火山口及火山堆积物布满整个火山高原。在火星海区还有深海火山喷发熔岩流和大量小的火山锥、熔岩丘、熔岩饼分布。
火星上断裂亦常见，走向以NW、NE、SN和EW方向为主。在近代火山喷发区周边常形成辐射状断裂系统。
火星上陨击坑不但大小悬殊，分布也极不均匀，最大陨击坑直径达上千千米以上，最小的不及百米。在陨击高原区陨击坑最密集，在海区及现代火山区分布密度最小。
图1-4 火星展开地貌与地质图
a-奥林匹斯火山锥；b-三斑火山锥
火星陨击坑形态，除发育与月球上相似的盆状、碗状、辐射状等之外，在火星海区和两极极冠区及其附近，还常形成特有的波环状、圆盘状陨击坑。
目前研究结果表明，火星上曾有过冰川发育，可见有U形谷、冰蚀平原区、冰川堆积区、冰川漂砾、冰水沉积分布。
火星地质发展按前人资料可划分为5个发展阶段：①形成期；②古塞尔锡斯隆起期；③火山广泛喷发期；④辐射状断裂形成期；⑤新火山活动期。
据我们目前研究结果，可将火星地质发展由老到新划分为：李氏纪、孙氏纪、周氏纪、景氏纪和现代纪。这是为纪念为我国第四纪冰川地质工作做出杰出贡献的李四光教授、孙殿卿教授、周慕林教授、景才瑞教授等进行命名的。
火星赤道附近主要地貌、地质如图1-4所示。