火星在形成之后的一段时期中，被认为与地球有着同样的演化历程，也就是曾经存在海洋，有奔腾的河流和冒着浓烟的火山。对此，火星表面有大量残迹可以说明，曾因水流而形成的“泪滴”状沙洲地貌就是物证之一。
科学家曾做过这样的实验：把宇宙射线中的主要成分——质子流通过加速器照射火星原始大气——一氧化碳、二氧化碳、氮及水蒸气的混合气体，分析生成的主要成分。实验证明生成了乙氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸等多种氨基酸。根据这种实验结果判断，火星原始环境与地球同样有生命诞生的充分条件。
火星上曾经诞生过怎样的生命呢？试用地球的情况为例做一点说明。地球从40多亿年前形成开始，经历了10亿年的化学演化过程，导致了原始生命的诞生。这种原始生命可能是具有原核细胞的简单细菌，也就是拥有为繁衍所需的携带少得不能再少的遗传信息的遗传基因，为了能量代谢把微乎其微的酶用膜包裹起来的构造简单的东西。此后又经过20多亿年，这种简单生命才进化为真核生物。
这个过程在火星该是怎样的呢？正如前面谈到的，在形成后大约10亿年中，原始火星上有海洋，也有温暖湿润的大气，所以火星上出现与地球曾出现过的类似简单生物并不是难以理解的事。当然，海底的热水出口周围也应当是火星生命诞生的场所。但是此后火星慢慢“冷却”，生命进化的步伐变慢了，现在不清楚火星上是否出现过真核细胞生物。如果“冷却”的过程是异常缓慢的话，具有真核细胞，能进行光合作用的藻类生物有可能繁殖。如果“冷却”是急速进行的，火星上的液态水就会消失，那么不要说真核细胞，就连原核细胞是不是能出现都很难说了。
由此说来，火星是从什么时候、怎样“冷却”的，将是解开火星生命之谜的钥匙。火星表面存在大量超氧化物，火星上有水，通过发生化学反应生成了氧气，火星生命也许一跃而获得了呼吸氧气的生存形式，因此我们不能忽视火星上曾诞生过相当复杂生命的可能性。
目前，解开这一疑问的关键在于研究资料不足，我们相信，在不远的将来人类通过对火星的探测，以上问题应当能弄清楚。