Почти вся вода на Марсе сегодня существует в виде льда, хотя в небольших количествах она существует и в виде пара в атмосфере. То, что считалось малообъемными жидкими рассолами в неглубоком марсианском грунте, также называемое повторяющимися линиями склонов, может быть песчинками текучего песка и пыли, скользящими вниз по склону, образуя темные полосы. Единственное место, где водяной лед виден на поверхности, — это северная полярная ледяная шапка. Обильный водяной лед также присутствует под постоянной ледяной шапкой из углекислого газа на южном полюсе Марса и на мелководье в более умеренных условиях. На поверхности Марса или вблизи нее было обнаружено более 5 миллионов км3 льда, чего достаточно, чтобы покрыть всю планету на глубине 35 метров (115 футов). Еще больше льда, вероятно, будет заперто глубоко под поверхностью. Некоторое количество жидкой воды может временно появляться на марсианской поверхности сегодня, но ограничено следами растворенной влаги из атмосферы и тонкими пленками, которые являются сложной средой для известной жизни. На поверхности планеты нет больших стоячих водоемов с жидкой водой, потому что атмосферное давление там составляет в среднем всего 610 паскалей (0,088 фунтов на квадратный дюйм), что немного ниже давления паров воды в ее тройной точке; в средних марсианских условиях нагревающаяся вода на марсианской поверхности возгонялась бы, что означает переход непосредственно из твердого состояния в пар; и наоборот, охлаждающая вода будет осаждаться, что означает переход непосредственно из пара в твердое состояние. Примерно 3,8 миллиарда лет назад на Марсе могла быть более плотная атмосфера и более высокая температура поверхности, что позволяло иметь на поверхности огромное количество жидкой воды, возможно, включая большой океан, который мог покрывать одну треть планеты. В последнее время в истории Марса вода также, по-видимому, текла по поверхности в течение коротких периодов времени через различные промежутки времени. Aeolis Palus в кратере Гейла, исследованном марсоходом Curiosity, представляет собой геологические остатки древнего пресноводного озера, которое могло быть благоприятной средой для микробной жизни. Современный запас воды на Марсе можно оценить по снимкам космических аппаратов, методам дистанционного зондирования (спектроскопические измерения, радар и т. д.) и исследованиям поверхности с посадочных модулей и марсоходов. Геологические свидетельства существования воды в прошлом включают огромные каналы оттока, прорезанные наводнениями, древние сети речных долин, дельты и дна озер; и обнаружение горных пород и минералов на поверхности, которые могли образоваться только в жидкой воде. Многочисленные геоморфологические особенности предполагают наличие подземного льда (вечной мерзлоты) и движение льда в ледниках как в недавнем прошлом, так и в настоящее время. Овраги и линии склонов вдоль скал и стен кратеров предполагают, что текущая вода продолжает формировать поверхность Марса, хотя и в гораздо меньшей степени, чем в древнем прошлом.

Хотя поверхность Марса периодически была влажной и могла быть гостеприимной для микробной жизни миллиарды лет назад, нынешняя среда на поверхности сухая и промерзающая, что, вероятно, представляет собой непреодолимое препятствие для живых организмов. Кроме того, на Марсе нет толстой атмосферы, озонового слоя и магнитного поля, что позволяет солнечной и космической радиации беспрепятственно падать на поверхность. Повреждающее воздействие ионизирующего излучения на клеточную структуру является еще одним из основных факторов, ограничивающих выживание жизни на поверхности. Следовательно, лучшими потенциальными местами для обнаружения жизни на Марсе могут быть подповерхностные среды. На Марсе обнаружено большое количество подземного льда; обнаруженный объем воды эквивалентен объему воды в озере Верхнем. В 2018 году ученые сообщили об открытии подледникового озера на Марсе, на 1,5 км (0,93 мили) ниже южной полярной ледяной шапки, с горизонтальной протяженностью около 20 км (12 миль), первого известного стабильного водоема с жидкой водой на Марсе. планеты, но последующая работа поставила под сомнение это обнаружение. Понимание масштабов и положения воды на Марсе жизненно важно для оценки потенциала планет для жизни и обеспечения пригодных ресурсов для будущих исследований человека. По этой причине «Следуй за водой» было научной темой Программы исследования Марса (MEP) НАСА в первом десятилетии 21 века. Миссии НАСА и ЕКА, включая Mars Odyssey 2001 года, Mars Express, Mars Exploration Rover (MER), Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) и посадочный модуль Mars Phoenix, предоставили информацию об изобилии и распределении воды на Марсе. Mars Odyssey, Mars Express, MRO и марсоход Mars Science Lander Curiosity все еще работают, и открытия продолжаются.

В сентябре 2020 года ученые подтвердили существование нескольких крупных озер с соленой водой подо льдом в южной полярной области планеты Марс. По словам одного из исследователей, «мы обнаружили тот же водоем [как предполагалось ранее при предварительном первоначальном обнаружении], но мы также обнаружили три других водоема вокруг основного… Это сложная система». В марте 2021 года исследователи сообщили, что значительное количество воды на древнем Марсе осталось на Марсе, но по большей части, вероятно, с годами было поглощено горными породами и корой планеты.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) является независимым агентством федерального правительства США, ответственным за гражданскую космическую программу, а также аэронавтику и космические исследования. НАСА было создано в 1958 году, сменив Национальный консультативный комитет по аэронавтике (NACA). Новое агентство должно было иметь явно гражданскую направленность, поощряя мирные применения космической науки. С момента своего создания НАСА возглавляло большинство усилий США по исследованию космоса, включая миссии по посадке на Луну Аполлона, космическую станцию ​​​​Скайлэб, а затем и космический шаттл. НАСА поддерживает Международную космическую станцию ​​и наблюдает за разработкой космического корабля Орион, системы космического запуска, транспортных средств коммерческого экипажа и планируемой космической станции Lunar Gateway. Агентство также отвечает за Программу пусковых услуг, которая обеспечивает надзор за операциями запуска и управление обратным отсчетом для запусков НАСА без экипажа.

Наука НАСА сосредоточена на лучшем понимании Земли с помощью системы наблюдения за Землей; продвижение гелиофизики благодаря усилиям Программы исследований гелиофизики Управления научной миссии; исследование тел по всей Солнечной системе с помощью передовых автоматических космических кораблей, таких как New Horizons; и исследование тем астрофизики, таких как Большой взрыв, с помощью Великих обсерваторий и связанных программ.