极端温度波动

火星上的日夜温差极为显著，白天时太阳能辐射强烈，表面温度可以升至摄氏三十多度，而到了夜晚，由于赤道地区失去了太阳照射，温度迅速下降，有时甚至低至摄氏一百零几度。这种巨大的温差导致了水分子的蒸发和凝结速度不同步，这是研究火星上是否曾经存在液态水的关键因素之一。

尘暴频发

火星上的风速相对较快，加之缺乏海洋和广阔的大陆平原提供稳定的湿润空气层，使得沙尘暴成为了常见景象。当大规模的风暴席卷整个半球时，它们会把大量灰尘扬起到高达数千米的高度，对着地面散布出浓密的灰蒙蒙的云雾。这不仅影响了日间光照，还可能干扰通信设备，使得探测器难以进行正常工作。

氮氧化物丰富

科学家通过卫星观测发现，火星大气中含有大量氮氧化物，这些化学物质在地球上通常与交通排放有关，但在火星上它们似乎是由于宇宙辐射作用使岩石表面的二氧化硅发生化学反应而形成。这些化学物质可能会在长期内改变土壤和冰川结构，为寻找生命迹象提供新的线索。

水冰资源丰富

NASA 的 火神号（Mars Reconnaissance Orbiter）及欧洲空间局（ESA）的魔术手号（Schiaparelli）探测器揭示了大量地下冰川以及北极圈周围厚实覆盖着冰层的地形特征。这些资源对于未来人类定居乃至潜在地支持生命活动具有重要意义，因为它们可以用来生产可饮用的纯净水，并作为冷却系统中的冷源。

季节性变化明显

虽然每年的平均年份只有687天，但依然表现出了典型的地球季节变化模式，比如南半球冬季长且寒冷，而夏季则温暖潮湿。在这个过程中，一些区域出现了“流淌”的喷泉现象，这些喷泉由子午带附近固体碳酸盐矿藏释放出的溶解性碳酸钙造成，是目前我们所知唯一一个处于活跃状态的地外喷泉。此类现象对于理解地球以外其他行星环境有着深远意义。