Atmosfera lui Marte este stratul de gaze care înconjoară planeta Marte. Acesta este alcătuit în principal din dioxid de carbon. Presiunea atmosferică medie de la suprafața marțiană (6,0 mbar) este mult mai mică decât cea de pe Pământ (1.013 mbar). Presiunea este mult sub limita Armstrong, ceea ce înseamnă că apa fierbe la temperatura normală a corpului uman: 98,6 °F (36,6 °C).

Atmosfera marțiană conține 96% dioxid de carbon, 1,9% argon, 1,9% azot și urme de oxigen, monoxid de carbon, apă și metan, etc. Încă de la descoperirea metanului în 2003, oamenii de știință spun că acesta ar putea indica existența vieții. De asemenea, s-a sugerat că ar putea fi cauzat de procese geochimice, de activitatea vulcanică sau hidrotermală.

Atmosfera de pe Marte este destul de prăfuită, ceea ce conferă cerului marțian o culoare maro deschis sau roșu-portocaliu atunci când este văzut de la suprafață. Datele de la NASA au subliniat că particulele de praf au un diametru de 1,5 micrometri.

Pe 18 martie 2015, NASA a descoperit o auroră care nu este pe deplin înțeleasă și un nor de praf inexplicabil în atmosfera lui Marte.

Apa lichidă pe Marte a fost cândva ceva obișnuit, ceea ce înseamnă că atmosfera era mai densă. Multe studii au constatat că atmosfera lui Marte a fost slăbită în timp din cauza vânturilor solare. Pe Pământ, câmpul magnetic ne protejează de cea mai mare parte a vântului. Marte a avut un câmp magnetic, dar răcirea nucleului a dus la pierderea câmpului magnetic.