Klima i vremenski uvjeti na Marsu su vrlo različiti od onih na Zemlji. Jedan od razloga za to je što je Mars oko jedan i pol puta udaljeniji od Sunca nego Zemlja. Drugi razlog za razliku u klimi je taj što je Mars mnogo manji od Zemlje, a promjer na ekvatoru Marsa je oko polovice veličine Zemlje. Kao rezultat ovih čimbenika, temperatura Marsove klime je relativno hladna, a prosječna temperatura je -80°F (oko -60°C.) Polovi Marsa su najhladniji kada dostignu nisku temperaturu od -195°C. °F (-125°C), dok temperatura na ekvatoru može doseći čak 70°F (20°C.)
Temperatura na površini Marsa varira ovisno o nadmorskoj visini i dobu dana. Drugi faktor koji doprinosi tome je kada atmosfera sadrži više čestica prašine nego inače, koje apsorbiraju sunčevu svjetlost i prenose toplinu u atmosferu. Atmosferski plinovi na Marsu uglavnom se sastoje od ugljičnog dioksida, koji čini 95.3 posto atmosfere. Preostali plinovi variraju, a atmosfera Marsa zapravo sadrži vrlo malo kisika u usporedbi sa Zemljom. Ugljični dioksid marsovske klime smrzava se u tanke oblake na velikim visinama, a ujutro se od vodenog leda zbog niskih temperatura često stvara izmaglica i magla.
Klima na Marsu sadrži obrasce vjetrova koji se javljaju na cijelom planetu i uzrokovani su razlikama u načinu na koji se atmosfera zagrijava od Sunca na visokim i niskim geografskim širinama. Rezultati su vjetrovi koji su relativno mirni, s prosječnom brzinom od oko 6 milja (10 kilometara) na sat. Na Marsu je bilo vjetrova koji su opaženi brzinom od 55 milja (90 kilometara) na sat, ali budući da atmosfera nije baš gusta, ti vjetrovi nemaju veliku snagu.
Ovi vjetrovi mogu imati neke zanimljive učinke na klimu Marsa, stvarajući oluje prašine i tornada, poznate kao đavoli prašine, jer se prašina s površine diže u atmosferu. Kada se ova prašina zagrije od sunca, stvaraju se jači vjetrovi, više prašine se pokupi i zagrijava, a proces nastavlja uzrokovati da oluja postaje još veća. Veličina ovih oluja može varirati bilo gdje između nekoliko milja ili kilometara u promjeru, sve do oluja prašine koje mogu pokriti cijeli planet. Oluje prašine češće se događaju kada je Mars najbliži suncu i kada je atmosfera najtoplija. Godišnja doba na Marsu traju dvostruko dulje od godišnjih doba na Zemlji jer Marsu treba oko dva puta duže da kruži oko Sunca.