Na Marsu je méně vody než na Zemi. Většina známé vody se nachází v kryosféře (permafrost a polární čepičky). Kapalná voda se zde nenachází. V řídké atmosféře je pouze malé množství vodní páry.
Podmínky na povrchu planety neumožňují dlouhodobou existenci kapalné vody. Průměrný atmosférický tlak a teplota jsou příliš nízké, což způsobuje mrznutí vody. Zdá se však, že na povrchu Marsu kdysi tekla tekutá voda. Díky tomu by se rozsáhlé oblasti podobaly pozemským oceánům.
Na povrchu nebo pod povrchem je řada známek vody, ať už v současnosti, nebo v dávné minulosti. Patří k nim koryta potoků, polární čepičky, spektroskopická měření, erodované krátery. Také se zde vyskytují minerály, které často vznikají při přítomnosti kapalné vody (např. goethit), šedý, krystalický hematit, fylosilikáty, opál a sírany.
Průlety Marsu, jako jsou Viking, Mars Odyssey, Mars Global Surveyor, Mars Express a Mars Reconnaissance Orbiter, byly vybaveny kamerami. Pořídily snímky, které se zdají být dávnými jezery, starými říčními údolími a rozsáhlým zaledněním. Spektrometr gama záření na oběžné dráze našel led těsně pod povrchem velké části planety. Také radarové studie našly led, který byl považován za ledovec. Přistávací modul Phoenix při přistání na Marsu ukázal led. Phoenix také ukázal tání ledu, padání sněhu, a dokonce viděl kapky tekuté vody.
Podle nedávné zprávy byly tmavé pruhy na povrchu Marsu ovlivněny vodou.
