مريخ چهارمين و آخرين سياره سنگي است که به دورخورشيد مي چرخد. يوناني ها اين سياره را آرس و روميان آن را مارس يا مريخ نام نهادند. هر دو اسم بيانگر خداي جنگ آنان است. اين سياره نزد کساني که به آسمان مي نگريستند مظهر جنگ و خون بود.

 اين سياره بعد از ماه همسايه بعدي زمين است که گاهي به ما نزديک مي شود و به حدود 56 ميليون کيلومتري ما مي رسد و گاهي در آن سوي خورشيد به فاصله 397 ميليون کيلومتري از ما قرار مي گيرد. از جهاتي هم شبيه زمين است و يک شبانه روز آن حدود 5/24 ساعت طول مي کشد. محور گردش آن نسبت به خط عمود حدود 24 درجه است. هر يک سال آن معادل 2 سال (687 روز) زميني است و قطر آن حدود 6800 کيلومتر است. به علت دوري از خورشيد حداقل دماي آن به 100 درجه زير صفر و حداکثر آن به 27 درجه سانتيگراد مي رسد.

مريخ داراي کوه آتشفشاني عظيم الجثه اي است که المپيوس نام دارد. اين کوه بزرگترين کوه آتشفشاني در منظومه شمسي است. وسعت المپيوس در حدود 600 کيلومتر،ارتفاع آن 24 کيلومتر است.

تعدادي از نظريه پردازان از روي علايم موجود بر روي سياره مريخ نماهايي از درياهاي تيره اي که بر خلاف اقليم سرخ رنگ آن است نشان دادند. در سال 1860 ميلادي يک کشيش ايتاليايي به نام پيترو آنجلو سچي تصاويري از مريخ به صورت رنگي طراحي کرد. او اطمينان داشت که مي تواند خطوط غير طبيعي را ببيند. او براي توصيف آنها از لغت ايتاليايي کانال براي عوارض سطح مريخ استفاده کرد.

 سال 1877 ميلادي براي ناظران مريخ داراي اهميت بسياري بود. در اين سال مريخ و زمين نزديکترين فاصله ممکن را داشتند. اين فرصت ايده آلي براي مشاهده نزديک با تلسکوپهاي جديدتر را فراهم مي کرد. جيوواني شيپارلي که مدير يک رصدخانه در شهر ميلان ايتاليا بود به تهيه نقشه هاي مريخ علاقه داشت. او به خصوصيات مشاهده شده بر روي مريخ اسامي افسانه اي مي گذاشت. شيپارلي در سال 1877 ميلادي کانالهايي را بر روي مريخ مشاهده کرد و نام رودخانه هاي مشهور نيل و فرات را بر روي آنها گذاشت. در سال 1879 ميلادي مريخ و زمين دوباره به يکديگر نزديک شدند. در اين زمان شيپارلي ادعا کرد کانالهايي را مشاهده کرده است که به صورت دو خط موازي اند. ظهور اين پديده غير طبيعي اعتقاد آنهايي را که فکر مي کردند کانالها مصنوعي و ساختگي اند قويتر کرد. بعد از گذشت چند سال تعدادي از ستاره شناسان ادعا کردند که کانالها را ديده اند. لذا تعداد نقشه ها چند برابر شد. با اين حال بيشتر ستاره شناسان کانالها را نديده بودند و بسياري از آنها درباره نظريه هايي که کانالها را توضيح مي دادند ترديد داشتند. بعضي از دانشمندان تصور مي کردند که مريخ يک سياره مرده است و ساکنان آن آخرين بقايا از يک نسل رو به زوال اند و منابع آبي جمع آوري شده را به سختي ذخيره و اداره مي کنند. طبق اين نظريه مريخيها اين کانالها را ساخته بودند تا آبهاي ناشي از ذوب فصلي پوششهاي قطبي را به سمت شهرهاي آباد خود که در دل کوير قرار داشت هدايت کنند و شهرها از طريق کانالها به يکديگر متصل مي شدند. کساني که در مورد اين نظريه ترديد داشتند دلايل مختلفي براي رد آن عنوان مي کردند. ولي ايده وجود کانال در مريخ توجه عموم را به خود جلب کرده بود و توسط مجلات و روزنامه هاي عمومي مورد حمايت قرار مي گرفت.

يکي از طرفداران سر سخت نظريه کانالها پرسيوال لاول نام داشت. لاول در سال 1880 ميلادي دريافت که شيپارلي بينايي خود را از دست داده است. از آن پس او نقش يک نظريه پرداز پيشرو را در زمينه کانالهاي مريخ به عهده گرفت. لاول و دوستانش هزينه ساختن رصدخانه اي را تقبل کردند و آن را به مطالعه مريخ اختصاص دادند. رصدخانه لاول در فلاگ استاف ايالت آريزونا به بهترين تلسکوپ انعکاسي 61 سانتيمتري مجهز شد.

در اواخر قرن نوزدهم ميلادي تعداد کانالهاي لاول چهار برابر کانالهايي بود که توسط شيپارلي ترسيم شده بود. او اين کانالها را به صورت يک شبکه به کل سياره مريخ گسترش داد. لاول اعتقاد داشت که اين کانالها توسط يک تمدن پيشرفته ساخته شده است. امروزه اکثر نظريات علمي ايده لاول را رد مي کنند. طبق کاوشهايي که بر سطح اين سياره انجام شده است دانشمندان به اين نتيجه رسيده اند که در سطح مريخ هيچ گونه حياتي  آنطور که ما مي شناسيم وجود ندارد .

در سال 1666 ميلادي جيوواني دومنيکو کاسيني ستاره شناس ايتاليايي و متصدي رصدخانه لويي چهاردهم در پاريس نواحي سفيد رنگي را در قطبهاي مريخ کشف کرد. بعد ها مشاهدات ويليام هرشل اين کشف را تاييد کرد و مشخص شد که نواحي سفيد رنگ در واقع پوششهاي قطبي مريخ اند. اين پوششها درست همانند پوششهاي يخي زمين رشد مي کنند و طي يک سال مريخي به تدريج تحليل مي روند. هرشل تصور مي کرد که ساکنان مريخ در شرايطي نظير شرايط حاکم بر زمين با چهار فصل و روزهايي تقريبا" برابر با روزهاي زمين زندگي مي کنند.

طيف سنج مادون قرمز مارينر 9 مشخص کرد که دماي سياره مريخ در استوا حداکثر 17 درجه سانتيگراد و در نواحي قطبي حداقل 120 درجه سانتيگراد زير صفر است. هنگامي که سياره در نقطه اوج مداري خود قرار دارد در نيمکره جنوبي زمستان است که سردتر از زمستان نيمکره شمالي است. پوشش يخي زمستاني در جنوب مي تواند تا عرض جغرافيايي 55 درجه جنوبي امتداد يابد. هنگامي که سياره به خورشيد نزديک مي شود نواحي شمالي زمستان گرمتري دارند. در اين صورت پوشش يخي زمستاني فقط مي تواند تا عرض جغرافيايي 65 درجه شمالي برسد.

در تابستان زماني که با افزايش دما دي اکسيد کربن منجمد(يخ خشک) به بخار تبديل مي شود پوششهاي يخي نيز ذوب مي شوند. دانشمندان معتقدند که يخهاي قطب جنوب از دي اکسيد کربن تشکيل شده اند. اين يخها بر خلاف دي اکسيد کربن برفکي که پايداري کمي دارد دير ذوب مي شوند. قطر پوشش قطب جنوب در اوج گرماي تابستان نيمکره جنوبي به 300 کيلومتر مي رسد. قطر پوشش قطب شمال خيلي بيشتر است و هرگز کمتر از هزار کيلومتر نمي شود. دماهاي اندازه گيري شده در قطب شمال نشان مي دهد که پوشش يخي تابستاني بايد از آب يخ زده تشکيل شده باشد. زيرا در اين زمان دما از نقطه انجماد يخ خشک بالاتر است. به علاوه تجمع بخار آب بر روي پوشش يخي نيمکره شمالي به هنگام تابستان نشان مي دهد که در اين منطقه آب يخ زده وجود دارد.

در سال 1877 ميلادي هنگامي که شيپارلي به دقت در حال ترسيم کانالها بر روي نقشه هايش بود يک ستاره شناس آمريکايي به نام آسف هال نيز در حال مشاهده مريخ بود. او از نوعي تلسکوپ انعکاسي جديد 66 سانتيمتري واقع در رصدخانه نيروي دريايي ايالات متحده در شهر واشنگتن استفاده مي کرد.ستاره شناسان سالها به دنبال قمرهاي مريخ بودند.

آسف هال در ابتداي اوت 1877 ميلادي مشاهدات طاقت فرسايي را براي يافتن اقمار مريخ آغاز کرد. در آن زمان نزديکي مريخ به زمين مشکلاتي را ايجاد مي کرد. مريخ آنقدر نزديک بود که به هنگام مشاهده آن توسط تلسکوپ درخشندگي قابل توجهش اشکالاتي را در رصد اين سياره ايجاد مي کرد. هال در يازدهم اوت متقاعد شد که چيزي نمي تواند بيابد. ولي همسرش به او اصرار کرد که بار ديگر نگاه کند. بالاخره در آن شب او متوجه چيزي شد. آن جرم آسماني خيلي کوچک بود. ولي قطعا" وجود داشت. سپس آسمان ابري شد.

در شانزدهم اوت آسمان دوباره صاف شد و هال توانست قمر مريخ را به وضوح مشاهده کند. در روز هفدهم اوت هال با پيدا کردن قمر دوم مريخ به هيجان آمد.

آسف هال اقمار مريخ را به صورت نقاطي نوراني و متحرک مشاهده کرد. ولي تصاويري که در سال 1969 ميلادي توسط فضاپيماي مارينر و در سال 1975 توسط وايکينگ ارسال شد نشان داد که اقمار دوقلوي مريخ ظاهري بسيار ناهنجار و بي قاعده دارند. هال اين اقمار را به افتخار اسبهاي کالسکه خداي جنگ در افسانه يونان فوبوس (به معناي ترس) و ديموس (به معناي وحشت) ناميد.

آسف هال نتوانست اندازه اقمار مريخ را تعيين کند. اما مشاهدات بعدي نشان داد که طول قمر بزرگتر مريخ يعني فوبوس تقريبا" 27 کيلومتر است. فوبوس خيلي به مريخ نزديک است و دريک مدار دايره اي شکل و به  فاصله 9380 کيلومتري آن قرار دارد. نزديکي زياد باعث مي شود که اين قمر با سرعت زيادي حول مريخ بچرخد. به طوري که هر چرخش کامل آن 7 ساعت و 51 دقيقه طول مي کشد.

ديموس هم مانند فوبوس داراي يک مدار دايره اي شکل است ولي در فاصله 23500 کيلومتري مريخ قرار دارد. طول ديموس در حدود 15 کيلومتر است و 31 ساعت و 5 دقيقه طول مي کشد تا يکبار به دور مريخ بچرخد.فوبوس و ديموس هر دو تاريکند و به خاطر وجود دهانه هاي آتشفشاني شبيه شهاب سنگهاي آبله گون اند. اين دو قمر هم مانند قمر زمين هميشه يک روي خود را به مريخ نشان مي دهند.