Fobos i Deimos su Marsovi mjeseci. Oni su među najmanjim poznatim mjesecima u Sunčevom sustavu, sa srednjim promjerom od 22.2 km, odnosno 12.6 km. Fobos kruži izuzetno blizu površine Marsa, s visinom od samo 6000 km (3728 milja). Ovo je povišeno u usporedbi s, recimo, Međunarodnom svemirskom stanicom, koja kruži oko 350 km (217 milja) iznad Zemljine površine, ali je mjesec u najbližoj orbiti od svih poznatih planeta. Fobos kruži oko Marsa svakih sedam i pol sati, u usporedbi s Međunarodnom svemirskom stanicom koja kruži oko Zemlje svakih sat i pol.
S površine Marsa, Fobos se može promatrati kako prolazi kroz Sunce, pokrivajući oko 20% diska. Deimos, slične veličine kao Fobos, ali znatno udaljeniji, kruži 23,460 km (14,577 milja) iznad površine Marsa, pojavljuje se samo kao crna točka koja prolazi kroz Sunce, što redovito čini. Oba tranzitna događaja promatrali su roveri na površini Marsa.
Fobos i Deimos nisu dovoljno masivni da bi bili u hidrostatskoj ravnoteži, odnosno sferni. Fobos je toliko nepravilnog oblika i duboko u Marsovom gravitacijskom zdencu da gravitacija na njegovoj površini varira čak 450%. Brzina bijega mu je samo 11 m/s – to je previsoko da bi čovjek skočio s površine, budući da su najbrži ljudski skokovi samo oko 2 m/s – ali slaba raketa ili čak namotana opruga bila bi dovoljna. Možete čak postaviti rampu i voziti automobil dovoljno brzo da postignete brzinu bijega, sve dok možete opskrbiti kisik za svoj motor s unutarnjim izgaranjem.
Fobos je prekriven čudnim žljebovima i velikim kraterom nazvanim Stickney, po ženi njegovog otkrića, Asaph Hall, glavnoj astronomkinji u američkom Pomorskom opservatoriju u kasnom 19. stoljeću. Za otkrivanje Marsovih mjeseci bio je potreban teleskop od 66 cm/26 inča, najveći na svijetu u to vrijeme. Najveće slike Fobosa i Deimosa do sada snimio je Mars Global Surveyor, koji je ušao u orbitu Marsa 1997. i s kojim je kontakt izgubljen 2006. godine.