火星是太陽系中第四顆行星，是一顆岩石世界，直徑大約6780公里。這個數字是它的平均直徑，也就是與它體積相同的球體的寬度。火星的寬度比地球的一半多一點，常被稱為紅色行星。

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NASA給出的火星平均半徑為3389.5公里，因此其平均直徑為6779公里。火星略呈扁球形：赤道處的直徑大約是6792公里，兩極之間的距離則是6752公里，相差40公里。

火星的質量大約是地球的十分之一，表面重力大約是地球的38%。從最低點到最高點，火星地表的高度差大約是30公里。雖然火星的寬度只有地球的一半左右，但它的地表面積幾乎和地球所有陸地的面積相當。

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火星看起來是紅色的，是因為岩石、土壤與塵土中的鐵礦物質生鏽了。近距離觀察，地表還會呈現出棕色、金色與淺褐色。風會把偏紅的塵土捲入空中，沙塵暴有時會籠罩火星的大部分地區。

火星的大氣稀薄，主要成分是二氧化碳。地表氣壓不到地球氣壓的1%。溫度大約介於攝氏20度到零下143度之間。

水手號峽谷是太陽系中最大的峽谷，長度大約3870公里，超過火星寬度的一半，最寬處可達600公里，深度為9.3公里。火星上還有太陽系最大的火山——奧林帕斯山。

火星曾經比現在更潮濕、更溫暖，大氣層也更厚。古代的河谷、三角洲與湖床顯示，水曾經在火星表面流動，大約35億年前，巨大的洪水可能曾席捲整個星球。如今火星的空氣太稀薄，液態水無法在地表長時間存在。在極區，水則以冰的形式留存在地表下方不遠處。

火星有兩顆形狀像馬鈴薯的小衛星，火衛一與火衛二，它們可能是被火星捕獲的小行星。火衛一是兩者之中較大、也較靠近火星的一顆，正在緩慢朝火星靠近，大約5000萬年後，它會墜毀在火星上，或碎裂，並可能因此留下一圈塵埃環。