2007年三月，NASA就聲稱，南極冠的冰假如全部融化，可覆蓋整個星球。火星 推論有更大量的水凍在厚厚的地下冰層(cryosphere)，只有當火山活動時才有可能釋放出來。史上最大的一次是在水手谷形成時，大量水釋出，造成的洪水刻畫出眾多的河谷地形，流入克裡斯平原。另一次較小的一次，是在五百萬年前科伯洛斯槽溝(Cerberus Fossae)形成時，釋出的水在埃律西姆平原(Elysium Planitia)形成冰海，至今仍能看見痕跡。
2008年7月31日，美國航空航天局科學家宣布，鳳凰號火星探測器在火星上加熱土壤樣本時鑑別出有水蒸氣產生。
水合礦物質分布2013年3月初，美國宇航局"好奇"號火星車發現火星巖石中存在含水礦物質的可靠證據，該巖石樣本位於之前"好奇"號挖掘發現黏土層的鄰近位置。"好奇"號科學小組宣稱，科學家對該火星車挖掘的泥巖巖石粉末樣本分析表明，火星遠古時期的環境狀況適宜微生物生存。3月18日(美國東部時間)，美國德州月球和行星科學會議發布的一份新聞簡報證實了另一項發現，表明挖掘地點之外的區域也存在著含水物質。研究人員使用"好奇"號火星車上的紅外觀測相機，以及能夠釋放中子至火星表面的勘測儀器，他們發現之前"好奇"號抵達的含黏土巖層地點鄰近區域也存在著更多的水合礦物質。
2013年12月9日，NASA公布"火星好奇號"機器人拍攝到火星蓋爾環形山圖片。科學家表示，好奇號在附近進行勘探並且發現可能存在水的可能；雖然沒有直接找到水，但科學儀器表明可能性非常大。
2015年03月06日，科學家稱火星表面曾非常溼潤 ，含水量超過北冰洋。
美國宇航局行星科學部門主管吉姆·格林(JimGreen)指出，對火星大氣開展的一項研究顯示這顆行星的幾乎整個北半球在歷史上都曾經被深度達到1英裡左右的水體所覆蓋。這項研究還發現火星地表直到大約12億年前還存在著大量的水體
2015年9月29日，美國宇航局稱最新證據表明此前在火星表面一些隕坑坑壁上觀察到的神秘暗色條紋可能與間歇性出現的液態水體有關。來自衛星的數據表明這些出現在坑壁上的暗色條紋可能是含鹽水體沉積過程產生的結果。尤為關鍵的一點在於，這種含鹽水體將能夠改變火星表面水體的冰點與沸點，從而使得液態水體在火星地表的存在成為可能。
2018年7月25日，科學家研究發現，火星上發現了第一個液態水湖（地下湖）。雷達探測器探測到火星上有液態水的第一個具體證據，其存在形式是在其極地冰冠下有一個大湖，直徑約20公裡，位於火星表面下1.5公裡處。
火星曾適合生命存在 火星上是否存在適合生命存在的物質，一直是人類試圖揭開的謎底