Klimats un laika apstākļi uz Marsa ļoti atšķiras no tiem, kas atrodas uz Zemes. Viens no iemesliem ir tas, ka Marss atrodas apmēram pusotru reizi tālāk no Saules nekā Zeme. Cits klimata atšķirību iemesls ir tas, ka Marss ir daudz mazāks par Zemi, un Marsa ekvatora diametrs ir aptuveni uz pusi mazāks nekā Zemes diametrs. Šo faktoru rezultātā Marsa klimata temperatūra ir salīdzinoši auksta, un vidējā temperatūra ir -80°F (apmēram -60°C). Marsa poli ir aukstākie, kad tie sasniedz zemu temperatūru -195 °F (-125 °C), savukārt temperatūra pie ekvatora var sasniegt pat 70 °F (20 °C).
Temperatūra uz Marsa virsmas mainās atkarībā no augstuma un diennakts laika. Vēl viens veicinošs faktors ir tas, ka atmosfērā ir vairāk putekļu daļiņu nekā parasti, kas absorbē saules gaismu un pārnes siltumu atmosfērā. Atmosfēras gāzes uz Marsa lielākoties sastāv no oglekļa dioksīda, kas veido 95.3 procentus no atmosfēras. Atlikušās gāzes atšķiras, un Marsa atmosfērā patiesībā ir ļoti maz skābekļa, salīdzinot ar Zemi. Marsa klimata oglekļa dioksīds lielā augstumā sasalst plānos mākoņos, un no rītiem zemās temperatūras dēļ no ūdens ledus nereti veidojas dūmaka un migla.
Marsa klimats satur vēja modeļus, kas rodas uz visas planētas un ko izraisa atšķirības, kā atmosfēra tiek uzkarsēta no Saules augstos un zemos platuma grādos. Rezultāti ir salīdzinoši mierīgi vēji, kuru ātrums vidēji ir aptuveni 6 jūdzes (10 kilometri) stundā. Uz Marsa ir bijuši vēji, kas novēroti pat 55 jūdzes (90 kilometri) stundā, taču, tā kā atmosfēra nav īpaši blīva, šie vēji neiedarbojas pārāk daudz.
Šiem vējiem var būt interesanta ietekme uz Marsa klimatu, radot putekļu vētras un viesuļvētrus, kas pazīstami kā putekļu velni, jo putekļi no virsmas tiek pacelti atmosfērā. Kad šie putekļi sasilst no saules, veidojas stiprāks vējš, vairāk putekļu tiek savākti un uzkarsēti, un process turpina izraisīt vētras vēl lielāku pieaugumu. Šo vētru lielums var atšķirties no dažām jūdzēm vai kilometriem diametrā līdz pat putekļu vētrām, kas var aptvert visu planētu. Putekļu vētras biežāk rodas, kad Marss atrodas vistuvāk saulei un atmosfēra kļūst vissiltākā. Gadalaiki uz Marsa ilgst divreiz ilgāk nekā Zemes gadalaiki, jo Marsam ir nepieciešams aptuveni divreiz ilgāks laiks, lai riņķotu ap Sauli.