En el año 2021, la sonda robótica Perseverance se posó en Marte, después de un viaje de casi siete meses y cuatrocientos setenta millones de kilómetros; su primer objetivo ha consistido en buscar rastros de vida marciana: bacterias o seres similares, ya que cualquier posibilidad de vida no microbiana ha quedado descartada hace tiempo.
El agua fue el objetivo del Programa de Exploración de Marte, ejecutado por la NASA en la primera década del siglo XXI; porque conocer su abundancia y distribución es esencial, tanto para evaluar la capacidad del planeta para albergar vida, como para proporcionar recursos utilizables para futuras exploraciones humanas. Hoy sabemos que, aunque se hallan pequeñas cantidades de vapor de agua en la atmósfera y, ocasionalmente, de agua líquida bajo los suelos, casi toda el agua marciana existe como hielo -visible en el casquete polar norte-, suficiente para cubrir todo el planeta con líquido de treinta y cinco metros de profundidad. No existe agua líquida en la superficie, porque la presión y temperatura de la atmósfera marcianas, muy inferiores a las de la Tierra, obligan a que el agua pase directamente del estado sólido al gaseoso, y viceversa. El hielo de agua ha desempeñado un papel importante en la historia geológica marciana; numerosas características sugieren su presencia y movimiento en los glaciares, tanto en el pasado como en el presente; en los barrancos, en las laderas de los acantilados y en las paredes de cráteres se observan indicios de que el agua fluye y continúa moldeando la superficie, aunque mucho menos que antaño.
La superficie del planeta contiene accidentes geológicos -canales tallados por inundaciones, cauces fluviales, deltas y lechos de lagos- producidos por agua líquida en el pasado, además de rocas y minerales que sólo se forman en agua líquida. Tres mil ochocientos millones de años atrás, Marte pudo haber tenido una atmósfera más densa y temperaturas superficiales más altas, que permitirían la existencia de una gran océano cubriendo un tercio del planeta. También, probablemente, el agua fluyó durante cortos períodos más recientes. Aunque la superficie marciana estuvo húmeda y pudo haber albergado bacterias en el pasado, el ambiente actual, seco, presenta un obstáculo probablemente insuperable para la vida.
Constituye otro factor limitante el hecho que Marte carece de atmósfera gruesa, capa de ozono y campo magnético, lo que permite que la radiación solar y la radiación cósmica lleguen a la superficie sin obstáculos y dañen las células.