Mars'ın atmosferi, Mars'ı çevreleyen gaz tabakasıdır. Çoğunlukla karbondioksitten oluşur. Mars yüzeyinin ortalama atmosferik basıncı (6,0 mbar) Dünya'nınkinden (1.013 mbar) çok daha düşüktür. Basınç Armstrong sınırının oldukça altındadır, yani su insan vücudunun normal sıcaklığında kaynar: 98,6 °F (36,6 °C).

Mars atmosferi %96 karbondioksit, %1,9 argon, %1,9 nitrojen ve eser miktarda oksijen, karbonmonoksit, su ve metan vb. içerir. Metanın 2003 yılında keşfedilmesinden bu yana bilim insanları bunun yaşama işaret edebileceğini söylüyor. Bunun jeokimyasal süreçlerden, volkanik veya hidrotermal faaliyetlerden kaynaklanabileceği de öne sürülmüştür.

Mars'ın atmosferi oldukça tozludur ve yüzeyden bakıldığında Mars gökyüzüne açık kahverengi veya turuncu-kırmızı bir renk verir. NASA'dan gelen veriler toz parçacıklarının 1,5 mikrometre çapında olduğuna işaret ediyor.

18 Mart 2015 tarihinde NASA, Mars atmosferinde tam olarak anlaşılamayan bir aurora ve açıklanamayan bir toz bulutu buldu.

Mars'ta sıvı su bir zamanlar yaygındı, bu da atmosferin daha kalın olduğu anlamına geliyor. Birçok çalışma Mars atmosferinin güneş rüzgarları nedeniyle zamanla zayıfladığını ortaya koymuştur. Dünya'da manyetik alan bizi rüzgarın çoğundan korur. Mars'ın eskiden bir manyetik alanı vardı, ancak çekirdeğin soğuması manyetik alanın kaybolmasına neden oldu.