Of Mars in zijn verre verleden warm en nat of koud en ijskoud was, is een onderwerp van voortdurend wetenschappelijk debat. Hoewel er aanwijzingen zijn dat Mars miljarden jaren geleden vloeibaar water op zijn oppervlak had, is de aard van het klimaat gedurende deze tijd nog steeds niet volledig begrepen.

In het begin van zijn geschiedenis had Mars mogelijk een dikkere atmosfeer die een broeikaseffect had kunnen creëren, waardoor warmte werd vastgehouden en er vloeibaar water op het oppervlak kon bestaan. Sommige onderzoeken suggereren dat Mars mondiale oceanen had kunnen hebben die een groot deel van de planeet bedekten.

Uit ander onderzoek blijkt echter dat het klimaat op Mars mogelijk kouder is geweest dan eerder werd gedacht, met water in de vorm van ijs nabij of op het oppervlak. De aanwezigheid van oude riviervalleien en delta's suggereert dat er periodiek water stroomde, maar dit kan gebeurd zijn tijdens kortstondige warme perioden of als gevolg van plaatselijke geothermische activiteit.

Het begrijpen van het oude klimaat van Mars is cruciaal voor het ontrafelen van de geologische geschiedenis van Mars en het bepalen of er ooit leven op Mars had kunnen bestaan. Lopende missies en onderzoek zijn bedoeld om meer gegevens te verzamelen en ons begrip van de vroegere omgevingen van Mars te verbeteren.