جالب ترين پديده در مناطق قطبي مريخ، توده هاي ضخيمي از لايه هاي رسوبي مواد مي باشد. دانشمندان بر اين باورند که اين لايه ها با ترکيبي از يخ آب و ذرات خاک تشکيل شده اند. اين رسوبات تا ارتفاع 80 درجه از هر دوقطب گسترش يافته اند.
احتمالا اتمسفر در طي مدتهاي طولاني منجر به رسوب لايه هايي گرديده است. اين لايه ها ممکن است مدارکي براي فعاليتها و تغييرات فصلي آب و هوا در طي گذشت زمانهاي بسيار طولاني باشد. يکي از احتمالات تغيير آب و هوا در مريخ تغيير زاويه محور طولي اين سياره مي باشد. اين تغييرات منجر به تغيير مقدار تابش نور خورشيد به قسمتهاي مختلف سياره و در نتيجه تغييرات کلي آب و هوا در مريخ مي گردد. مقدار رسوباتي که اتمسفر ايجاد مي کند با تغييرات گذشته در آب و هوا ارتباط مستقيم دارد.
در بالاي لايه هاي رسوبي موجود در هر دو نيمکره کلاهک يخ آب وجود دارد که در تمام سال به شکل يخ باقي مي مانند. اين لايه ها و کلاهک روي آنها چندين کيلومتر ضخامت دارد.
در فصل زمستان کلاهک هاي فصلي که از لايه هاي يخ زده تشکيل مي شوند نيز ظاهر مي گردند. اين کلاهک ها به خوبي توسط تلسکوپ هاي مستقر بر روي زمين قابل رويت مي باشند. کلاهک هاي فصلي شامل دي اکسيد کربن منجمد يا يخ خشک که از دي اکسيد کربن موجود در اتمسفر به وجود مي آيد، مي باشد. در سردترين روزهاي زمستان اين لايه ها تا ارتفاع 45 درجه به سمت استوا گسترش مي يابند.
