用望远镜观察火星，火星的表面。并不全是沙漠，也有许多暗淡的部分，这些部分也像月球上的”海“一样，也把它叫作”海“。
例如：锡伦海、普罗彭蒂斯海等。这些海根本没有水，而是火星的低洼地带。
在火星的北极和南极，可以看到白色的隆起部分，它的形状和大小随着季节而变化。这个隆起部分叫作”极冠“，一般认为两极可能覆盖着薄薄一层白雪或霜。总之，火星上肯定有不太多的水，极冠也不会太深，大概只有几厘米。
一到冬天，极冠就逐渐庞大。随着春天来临，极冠又逐渐融化而缩小。融化了的水，又全都蒸发掉了。这是因为火星上的大气稀薄，气压很低，只有地球上1个大气压的1％到2％，所以不能把水存留下来。在火星表面上的大气，相当于地球30000千米高空一带的大气那样稀薄。
春天极冠的水蒸汽，一刮到赤道附近，就发生极厉害的大旋风。这种旋风是由潮湿的大气被沙漠烤热，造成猛烈的上升气流引起的。这时眼看着黄色砂尘，腾空而起，形成所谓”大黄云“。大黄云之大，有时竟能盖住半个火星的表面。
由沙漠、海和极冠装饰的火星，大约687天绕太阳1周，也就是火星的。1年，相当于地球1年的1.88倍。在火星轨道里面旋转的地球，每两年两个月才能赶上火星，也就是说地球和火星每隔两年两个月才有一次最靠近。
火星的轨道并不是圆形，而是扁长的椭圆形，因而每次地球和火星的靠近距离，随着靠近时的位置而有变化。例如在1956年9月，靠近的距离是56600000万千米，1967年4月靠近时的距离是89940000万千米。
火星的自转周期，也就是二天的长短，约为24时37分23秒，比地球的一天稍长一点儿，而且也有季节的变化。但它毕竟比地球远离太阳，平均约22790千米，因此气候比较寒冷。即使在赤道一带，地面上的平均温度也低到摄氏-15℃左右。
不过白天在赤道沙漠地带的温度较高，约为10℃左右；在阴暗的”海“的部分，温度约为20℃以上；在太阳垂直照射的地方，温度可达到30℃左右。由此看来还没有达到不可能有生物存在那样的寒冷程度。