Les images transmises par des sondes spatiales telles que « Mars Express » de l’ESA montrent que Mars comporte de nombreux grands cratères d’impact. La plupart d’entre eux se trouvent au sud de l’équateur. Ils semblent avoir été formés par des météorites qui se sont écrasées à la surface il y a des milliards d’années. Le plus grand cratère mesure environ 1 800 km de diamètre, soit une taille suffisante pour engloutir la moitié de l’Europe.
Cependant, la surface de Mars a évolué au cours de son histoire. L'une des caractéristiques les plus frappantes est l'immense réseau de vallées – les Valles Marineris – situé près de l'équateur de la planète. D'une longueur d'environ 5 000 km, elles s'étendraient de Paris à New York.

Ces vallées semblent avoir été formées par des fissures apparues à la surface de la planète, lorsque la croûte rocheuse s'est étirée et a cédé. Elles sont aujourd'hui si larges qu'une personne se tenant à l'un de leurs bords ne pourrait pas en voir l'autre rive.

Non loin à l'ouest se trouvent cinq immenses volcans. Le plus impressionnant d'entre eux est l'Olympus Mons, le plus grand volcan du système solaire. Il est plus large que l'Angleterre et trois fois plus haut que l'Everest, la plus haute montagne de la Terre. Aucun de ces volcans n'est actif à l'heure actuelle.