Air di Mars lebih sedikit dibandingkan dengan Bumi. Sebagian besar air yang diketahui berada di kriosfer (permafrost dan tutup kutub). Tidak ada air cair. Hanya ada sedikit uap air di atmosfer yang tipis.
Kondisi di permukaan planet ini tidak mendukung keberadaan air cair dalam jangka panjang. Tekanan atmosfer rata-rata dan suhu terlalu rendah, yang membekukan air. Namun, tampaknya Mars pernah memiliki air cair yang mengalir di permukaan. Hal ini akan membuat area yang luas seperti lautan di Bumi.
Ada sejumlah tanda air di atas atau di bawah permukaan, sekarang atau di masa lalu yang jauh. Ini termasuk aliran sungai, tutup kutub, pengukuran spektroskopi, kawah yang terkikis. Juga, ada mineral yang sering terbentuk ketika ada air cair (seperti goethite), abu-abu, hematit kristal, phyllosilicates, opal, dan sulfat.
Pesawat terbang Mars seperti Viking, Mars Odyssey, Mars Global Surveyor, Mars Express, dan Mars Reconnaissance Orbiter memiliki kamera. Kamera-kamera tersebut memotret apa yang tampaknya merupakan danau purba, lembah sungai purba, dan glasiasi yang meluas. Spektrometer Sinar Gamma yang mengorbit menemukan es tepat di bawah permukaan sebagian besar planet ini. Selain itu, studi radar juga menemukan es yang diduga gletser. Pendarat Phoenix menunjukkan es di Mars ketika mendarat. Phoenix juga menunjukkan es mencair, salju turun, dan bahkan melihat tetesan air cair.
Sebuah laporan terbaru mengatakan garis-garis gelap Mars di permukaan dipengaruhi oleh air.
