火星之所以呈现红色，主要是因为其表面富含氧化铁（Fe2O3），也就是我们常说的铁锈。火星表面的岩石含有较多的铁质，当这些岩石受到风化作用成为砂尘时，其中的铁质被氧化成氧化铁。由于火星表面非常干燥，没有液态水，这些砂尘容易被风吹动，形成覆盖全球的尘暴，使得火星表面几乎处处都覆盖着厚厚的氧化铁砂尘，反射出红色光线，因此我们看到的火星是红色的。
氧化铁对红色和橙色光的反射较高，而对蓝色和绿色光吸收较强，这就是火星表面在阳光下呈现红色的原因。此外，火星上的氧化铁还暗示着该地区曾经存在过水，因为水是生命存在的必要条件之一。