L'invenzione del telescopio e il suo uso hanno dato la possibilità a molti astronomi di osservare la superficie di Marte. La scoperta delle due calotte polari con il loro periodico avanzamento e ritiro ha fatto sorgere l'ipotesi, oggi confermata, che il pianeta fosse soggetto ai cicli stagionali. Altri aspetti di somiglianza alla Terra, come la lunghezza del giorno, la quasi simile inclinazione dell'asse di rotazione, la durata dell'anno siderale (pressappoco doppia rispetto a quella terrestre) hanno alimentato la tesi dell'esistenza di forme di vita su Marte.
Il 12 marzo 2013 la NASA ha confermato che ci sono alte possibilità che un tempo sul pianeta ci fossero le condizioni per lo sviluppo di microrganismi nonostante non si abbia ancora la certezza assoluta. Questa conferma, arrivata dalla recente analisi di un campione di roccia raccolto dal rover Curiosity, ha permesso ai ricercatori della NASA di arrivare appunto alla conclusione che in tempi remoti Marte avesse probabilmente ospitato qualche forma di vita, sotto forma di microorganismi.[senza fonte]