我们现在知道火星没有任何适合移民的特点，还有一些不适合地球型
碳基生命的特点，但大部分关于移民外星球的科幻小说是在知道这些之前创作的，不能奢求作者掌握超越时代的知识。
19世纪，一些天文学家和天文爱好者用现在看来很是简陋的望远镜观察火星，发现火星上有一些疑似地形的条纹、明暗变化、颜色变化，引起一些人幻想火星上有季节、植被、城市乃至运河。这催生出一批关于火星智能生命的作品，尤其是威尔斯的名作《
世界之战》，在广泛的读者群体里形成了火星能够支持高等生命存活的印象。从这些读者中成长起来的新一代作家写了更多的这种故事，将火星可以居住变成了
刻板印象。在科幻作品里，火星殖民地的总人口经常突破百万。
现实不是人们的美好愿望里那个样子。火星的环境对地球生物是致命的，将它改造得像地球需要至少一千年时间和天文数字的投入（后详），在近未来无需考虑。在本世纪，火星上种植的农作物需要被温室完全覆盖以隔绝火星的低温和低气压、使用处理过的土壤或水培（火星土壤不能直接支持植物生长）。SpaceX的计划是40~100年内达到让一百万人自给自足的水平——这很难兑现。
火星地表的重力大约是地球的37.5%，长期生活在这样的低重力环境会造成不可抵御的伤害，还可能破坏人的生殖能力。火星地表强烈的辐射对人是致死性的。生活在火星地下或建设具有辐射屏蔽作用的厚重基地可以减缓辐射的损害，但随着在火星上生活的时间延长，
癌症发病率将出现几何级数上升。
人类是否可以在火星上完成繁衍目前是一个开放性问题。火星的强辐射对人类胚胎没有任何好处。虽然精子可以运动，但由于低重力，发育中的胚胎在子宫里的位置将偏高，可能对孕妇的
横膈膜产生压迫、引发呼吸困难。低重力环境也可导致妊娠阶段异常，出现大量早产。
在可预见的未来，所谓火星基地里的人们不得不一直生活在采用人工光源的地下设施或厚重掩体里，整月不见天日，最大限度控制外出时间。长期生活在封闭环境将导致其它健康问题：精神沮丧，视力减退，
高血压，缺乏外界刺激引起的反应迟钝和注意力涣散。
此外，火星基地和
空间站一样缺乏微生物多样性，对维持人体微生物菌落平衡也有害。
火星轨道上的
太阳辐射强度约为591~594瓦每平方米，约为地球轨道上的43.3%。由于火星轨道偏心率比地球大（达0.09），接收的太阳辐射强度随时间变化幅度较大，加之卫星与着陆器受运行轨道、火星大气、火星自转等影响，能利用的太阳辐射要比这少。根据NASA实测，火星同步卫星随火星绕太阳一周的时间内，在其轨道上接收的平均辐射强度约为311瓦每平方米（包括斜对太阳导致的强度减弱和被火星遮挡）。对于降落在火星赤道上的着陆器，由于昼夜变化和火星时常有
沙尘暴等天气影响，每个火星年接收的平均辐射强度只有同步轨道上的约六分之一，你当做52瓦每平方米就可以了：这微弱的光照就是人类在火星上的主要能源了（火星大气稀薄，风能效率更低）。
根据NASA估计，在火星赤道上居住时，每个人需要约64平方米的效率为28%的
太阳能板提供的电能，才能过跟地球上相似的生活（人均年耗能8000
千瓦时）。这还只是为小规模科考行动做的打算。谈在火星大规模居住（特别是在火星地下居住），一百万人需要的64平方千米
太阳能电池板只是毛毛雨，农业那压倒性的使用面积与能耗会成为严重问题。
在维持生命所需的能量方面，一个人纯素食的话每天要服食约3千克谷物和蔬菜，生产肉类来食用的能量效率是直接吃植物的十分之一。因此，100万人的居住区平均每天要生产出至少3000吨谷物和蔬菜，每26个月约238万吨[1]。这么多食物是无法期待从地球上运输的，只能在火星上种植。
在地球上，一个人纯素食需要的最低耕地面积为600平方米，想吃到肉类或蛋类就需要更多的耕地面积，目前全球人均耕地面积为3200平方米，中国人均耕地面积为867平方米。而火星的光照情况远逊于地球——你可以想象接下来会是什么情况了。
地球植物光合作用的理论效率极限是百分之十三，实际上只有百分之一程度[2]。植物身上又只有一小部分可以给人作为食物，例如一棵玉米或小麦身上人可以吃的部分只有约百分之一，这样植物性食物的效率是万分之一。