Comme La Terre, Mars est une planète tellurique constituée de roches et de métaux. Sa topologie présente un certain nombre d’analogies avec La Terre telles  que des formations d’origine climatique et tectonique. Par ailleurs, le manteau de Mars est très semblable à celui de la Terre, il est constitué de phases solides où dominent les silicates riches en fer.
De tous les astres connus, Mars est donc la planète qui présente l’environnement ayant le plus de similitudes avec celui de notre planète. Les nombreuses explorations ont permis une analyse plus précise de l’histoire géologique martienne. Celles-ci révèlent par exemple l’existence d’une époque lointaine où les conditions en surface devaient être similaires à celles de La Terre à la même période. En 2008, la sonde Phoenix a découvert de la glace d’eau à faible profondeur. Cette découverte traduit une probable présence d’importantes quantités d’eau liquide (présence d’une hydrosphère) il y a plusieurs milliards d’années.
La NASA a publié une vidéo de ce à quoi pouvait ressembler la jeune planète Mars au cours du Noachien, première des trois époques de la géologie martienne, il y a quatre milliards d’années.