Mars, četvrti planet najudaljeniji od Sunca, već dugo je predmet pomne pažnje svjetske znanosti. Ovaj planet je vrlo sličan Zemlji s jednom malom, ali sudbonosnom iznimkom – atmosfera Marsa nije više od jednog posto volumena zemljine atmosfere. Plinski omotač bilo kojeg planeta je odlučujući čimbenik koji oblikuje njegov izgled i uvjete na površini. Poznato je da su svi čvrsti svjetovi Sunčevog sustava nastali pod približno istim uvjetima na udaljenosti od 240 milijuna kilometara od Sunca. Ako su uvjeti za formiranje Zemlje i Marsa bili gotovo isti, zašto su onda ovi planeti sada toliko različiti?
Sve je u veličini - Mars, nastao od istog materijala kao i Zemlja, nekoć je imao tekuću i vruću metalnu jezgru, poput našeg planeta. Dokaz - puno ugaslih vulkana na površini Marsa. Ali "crveni planet" je mnogo manji od Zemlje. Što znači da se brže hladi. Kad se tekuća jezgra konačno ohladila i učvrstila,proces konvekcije je završio, a s njim je nestao i magnetski štit planeta, magnetosfera. Kao rezultat toga, planet je ostao bez obrane od destruktivne energije Sunca, a atmosfera Marsa bila je gotovo potpuno otpuhana solarnim vjetrom (divovski mlaz radioaktivnih ioniziranih čestica). "Crveni planet" se pretvorio u beživotnu, dosadnu pustinju…
Sada je atmosfera na Marsu tanka, razrijeđena plinovita ljuska, nesposobna izdržati prodor smrtonosnog sunčevog zračenja, koje spaljuje površinu planeta. Termička relaksacija Marsa je nekoliko redova veličine manja od npr. Venere, čija je atmosfera mnogo gušća. Atmosfera Marsa, koja ima preniski toplinski kapacitet, tvori izraženije pokazatelje prosječne dnevne brzine vjetra.
Sastav atmosfere Marsa karakterizira vrlo visok sadržaj ugljičnog dioksida (95%). Atmosfera također sadrži dušik (oko 2,7%), argon (oko 1,6%) i malu količinu kisika (ne više od 0,13%). Atmosferski tlak Marsa je 160 puta veći od tlaka na površini planeta. Za razliku od Zemljine atmosfere, plinoviti omotač ovdje je vrlo varijabilan, zbog činjenice da se polarne kape planeta, koje sadrže ogromnu količinu ugljičnog dioksida, tope i smrzavaju tijekom jednog godišnjeg ciklusa.
Prema podacima dobivenim od istraživačke letjelice Mars Express, atmosfera Marsasadrži nešto metana. Posebnost ovog plina je njegova brza razgradnja. To znači da negdje na planetu mora postojati izvor nadopunjavanja metana. Ovdje mogu postojati samo dvije opcije - ili geološka aktivnost, čiji tragovi još nisu otkriveni, ili vitalna aktivnost mikroorganizama, koja može promijeniti naše razumijevanje postojanja centara života u Sunčevom sustavu.
Karakterističan učinak atmosfere Marsa su oluje prašine koje mogu bjesnjeti mjesecima. Ovaj gusti zračni pokrivač planeta sastoji se uglavnom od ugljičnog dioksida s manjim uključcima kisika i vodene pare. Takav dugotrajni učinak posljedica je iznimno niske gravitacije Marsa, koja čak i super-razrijeđenoj atmosferi omogućuje da podigne milijarde tona prašine s površine i zadrži se dugo vremena.
