溫度——太陽系八大行星中，火星溫度最接近地球。地球表面溫度為最低零下89.2攝氏度，最高58.6攝氏度。火星的溫度則是零下133—零上27攝氏度。
四季——與地球相似，火星上也有著四季更替。如果在火星上過日子的話，時間跟地球差不多，火星的一天是24小時39分35秒。
地貌——這顆「荒漠行星」也分布著高原、平原、峽谷和環形火山，南北極也有冰蓋。
大氣——火星大氣密度僅為地球的1%，約相當於地球上33千米高處的大氣密度，極為稀薄，成分以二氧化碳為主。
火星與地球也有很多不同之處。比如，火星表面的重力約為地球表面的0.38，磁場強度只有地球的1%等等。
但火星最最最吸引人類的，是人們在這裡發現了明確的有水存在的證據。有水，就代表著生命存在的可能。
根據現有太空飛行器的探測結果，我們已清晰可知火星擁有海岸線遺蹟、河道痕跡、湖泊衝積扇等流水地貌痕跡，這些都表明火星在歷史上曾經有過大規模的液態水。科學研究還表明，火星的北半球大部分是海洋、南半球大部分是陸地，這一點和地球恰恰相反。
將通過一次發射，實現「繞、著、巡」（火星環繞、著陸和巡視探測）三大任務，這在世界航天史上尚屬首次。
開展對火星全球性和綜合性的探測，並對表面重點地區進行精細巡視勘察。
照相——看看火星長啥樣，傳回自己拍攝的火星圖像。
測物質、測元素——火星表面有什麼物質，這些物質的組成成分是什麼。
測環境——探測火星的磁場環境、離子與中性粒子、高能離子等情況，探測器攜帶的這類儀器數量最多。
看火星內部——火星地下的分層結構如何，到底有沒有水冰的存在等。
看火星氣象——火星上的溫度變化到底怎麼樣，可以測風、測溫、測氣壓，還能聽聽火星上的聲音什麼樣。
最佳路線為「霍曼軌道」。
由於路途遙遠，從地球發射探測器到達火星，一般都採用最省能量的軌道。考慮到風險、成本等因素，地球太空飛行器到火星的最佳路線為1925年提出的「霍曼軌道」。
中國科學院國家天文臺研究員鄭永春對此作了形象的比喻，「可以把太陽系八大行星的軌道想像成一個大操場，火星在第四跑道，地球在第三跑道，內圈跑得快一些，外圈距離長、跑得相對慢一些。那麼，從內圈到外圈發射探測器，最省力的方式一定是火星在前面、地球在後面，這樣才有可能追上。否則在直線距離時發射，等到探測器飛過去，火星已經跑掉了。」
專家介紹，火星探測器發射時火星在地球前方44度，由於地球比火星「跑」得快，在探測器發射不久，地球會在某一個位置追上火星，因此往往存在一種現象，即火星探測器發射之後大約兩個月左右，緊接著就會發生「火星衝日」，此時地球和火星的距離最近。「因此，發射火星探測器的時間窗口和『火星衝日』並不是一個時間點。天文觀測時代，『火星衝日』時地火距離最近，是天文學家觀測的最好時機；航天時代，更看重發射的時間窗口。」
探測器發射成功只是第一步，要圓滿完成此次任務，「天問一號」還要經歷六個階段的考驗。
一圖了解後續六個階段：
圖片來源：國家航天局
窗口很短——去火星每隔26個月才有一個機遇期，其中大約有半個月的時間為發射窗口期。
成功率低——截至目前，人類總共開展40多次火星探測任務，成功率不到一半。
距離很遠——火星距離地球最遠達到4億公裡，以光速傳播單程需近23分鐘。也就是說，從地面上發送一種指令，探測器要在23分鐘後才能執行，給測量、控制帶來了新的難題。
環境全新——深空探測是去一個尚不確知的環境，大氣、重力、光照等都對太空飛行器的設計提出更高要求。