火星地表平均温度为-63°C，冬季时两极地区的温度可达-143°C，夏季正午时分火星赤道的地表温度可达35°C。火星的大气层非常稀薄，气压仅有地球的1%，因此火星的地表热量容易散失至宇宙中，这造成了火星地表极大的昼夜温差。
火星上既无植被，也无降雨，任何气候的影响因素只有温度。由于火星的大气稀薄，它的平均地表气压在六百帕左右，因此火星的大气环流只有简单的单胞环流。
火星两级地区的温度非常低，其地表上沉积着由空气中的二氧化碳凝固而成的干冰。北极的干冰会在夏季升华消失，但南极则被厚厚的永久干冰层覆盖。
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