Se ha descubierto que en el pasado un gran océano septentrional cubría las llanuras del hemisferio norte, con abundantes cauces ahora secos surcando su superficie ecuatorial. Qué ha sido del agua y dónde se encuentra son algunos de los principales objetivos de la exploración de Marte
Aunque el planeta llegó a tener abundante agua nunca fue tan cálido como la Tierra ni llegó a tener tanta agua como esta. Se cree que parte del agua se perdió en el espacio al debilitarse la atmósfera o se congeló en el subsuelo.