火星上是否有水是一个很重要的问题，因为水是支持生命存在的基本条件，载人的火星探测器将需要水源，可能进行的火星地球化和移民将需要水。有迹象表明火星上曾经有过水流，而且现在可能仍然存在。

       科学家已经在其大气中和两极冰盖下发现了水。绕火星飞行时，探测器发现了貌似河谷和水蚀的地质特征。此外，由于火星表面极其寒冷，因此可能有大量的水冻结储存在火星表面以下。 2008年6月，“凤凰”号着陆探测器发回的一些照片显示，火星表面有白色物质，但在几天后消失。2008年7月，美国“凤凰”号着陆探测器项目小组说，“凤凰”号在加热火星土壤样本时鉴别出有水蒸气产生，从而确认火星上有水。2012年8月，“好奇”号传回的图片显示，火星表面存在多种地质过程和地形特征，如风力形成的沙丘、撞击陨石坑以及可能的河流侵蚀，图中显示的许多岩层特征都与水有关联。

火星表面发现新形成沟壑 似地下水活动产物

       2009年2月，有美国科学家证实，新近出现在火星表面的一些沟壑结构很可能是地下水作用的结果。借助计算机模型，研究人员确定出了使水和硫酸铁（存在于火星土壤中）的混合物保持液态时所需的温度和压力的数值。之后，他们指出了火星表面或是其浅层地表可能曾存在过类似条件的区域。研究结果显示，这些可能分布有液态水和硫酸铁混合物的区域居然与那些发现有新沟壑出现的区域非常吻合。

火星陨石坑地面龟裂痕迹 暗示曾有湖泊存在
 

      NASA火星勘测轨道飞行器拍摄到的照片显示，数百个陨石坑表面布满了巨大的多边形裂痕。多年前科学家们就曾注意过这个现象，但是当时推测，这些裂痕是由陨石坑表面的热胀冷缩效应造成的。但是2009年，德国马普学会太阳系研究所莱米·艾尔·玛丽及其同事最近的计算表明，这些裂痕更有可能是湖泊干涸的结果，就像是地球上的泥塘干涸会使地面龟裂一样。

美国侦察轨道器证实火星存在巨大地下冰原

     2009年9月，火星侦察轨道器（Mars Reconnaissance Orbiter）传来的新发现，清楚地证实火星上存在巨大的地下冰原，从红色星球的两极延伸，几乎到达了赤道。在北半球最近碰撞形成的五个陨石坑掀起的岩屑中，发现了埋藏的冰。 这些冰纯净得令人吃惊，从火星侦察轨道器传回的高分辨率照片上可以容易地看到。