На Марсе меньше воды, чем на Земле. Большая часть известной воды находится в криосфере (вечная мерзлота и полярные шапки). Жидкой воды нет. В тонкой атмосфере есть лишь небольшое количество водяного пара.

Условия на поверхности планеты не способствуют долгосрочному существованию жидкой воды. Среднее атмосферное давление и температура слишком низкие, что приводит к замерзанию воды. Однако, похоже, что когда-то на Марсе текла жидкая вода. Это сделало бы такие большие области, как земной океан.

На поверхности или под поверхностью, сейчас или в далеком прошлом, есть ряд признаков присутствия воды. К ним относятся русла ручьев, полярные шапки, спектроскопические измерения, размытые кратеры. Кроме того, есть минералы, которые часто образуются при наличии жидкой воды (например, гетит), серого цвета, кристаллического гематита, филлосиликатов, опала и сульфатов.

На таких летучих марсоходах, как "Викинг", "Марс Одиссея", "Марс Глобал Геодезик", "Марс Экспресс" и "Марсоразведочный орбитальный спутник", были установлены фотоаппараты. Они снимали то, что кажется древними озерами, древними речными долинами и широко распространенным оледенением. Орбитальный Гамма-лучевой спектрометр обнаружил лед прямо под поверхностью большей части планеты. Кроме того, радиолокационные исследования обнаружили лед, который считался ледником. Ландр Феникса показал лед на Марсе, когда он приземлялся. Феникс также показал таяние льда, выпадение снега и даже увидел капли жидкой воды.

В недавнем отчете говорится, что марсианские темные полосы на поверхности были затронуты водой.