火星和地球有许多共同点，这两颗行星都是类地行星，都位于太阳的可居住区内，都有极地冰盖，轴倾斜程度相似，温度变化也相似。根据探测器和大气监测获得的一些最新科学数据，现在我们知道火星曾经有稠密的大气层，并且表面覆盖着温暖流动的水。
图解：火星的真实色彩影像，年2月由罗塞塔号拍摄
但是当涉及到诸如一年的长度和季节的长度时，火星和地球完全不同。与地球相比，火星上一年的时间几乎是地球日的两倍——.98天，这是因为火星离太阳更远，而且它的轨道周期（绕太阳轨道运行的时间）比地球的轨道周期要长得多。
轨道周期：
火星与太阳的平均距离（半长轴）为公里（.46英里），大约是日地距离的1.5倍（1.5天文单位）。与地球相比，它的轨道也相当离心（0.相比0.），范围从近日点的万公里（.英里；1.天文单位）到阿斐利昂的万公里（英里；1.天文单位）。在这个距离上，火星的运行速度为24.公里/秒，绕太阳一周需要.个地球日，相当于1.88地球年。
图解：火星轨道示意图供图：美国航天局
这种离心率是太阳系中最为明显的离心率之一，只有水星的离心率（0.）更大一些。然而，情况并非总是如此。大约万年前，火星的离心率只有0.，使其轨道接近圆形。大约年前它达到了0.的最小离心率，从现在起大约年后将达到0.的峰值。
图解：火星直径约为地球的一半
但是在过去的年里，由于其他行星的引力作用，火星的轨道变得稍微更加离心一些。在接下来的年里，地球和火星之间最接近的距离将继续略有缩小。从现在起大约万年后，它的离心率将再次接近现在的水平——估计为0.01。
地球日与火星日
鉴于火星上的一年明显长于地球上的一年，地球上的一天和火星上的一天（又名，火星日）之间的差别不重要。对于初学者来说，火星绕轴完成一圈简单的自转需要24小时37分22秒（又名，一个恒星日），地球只需要更少一点的时间（23小时56分4.1秒）。
图解：机遇号捕捉到的这个日行迹显示了一个火星年内太阳的运动。从年7月16日到年6月2日，每隔三个火星日拍摄一张照片。供图：NASA/JPL/Cornell/ASU/TAMU
另一方面，太阳出现在火星的同一地点上方需要24小时39分35秒（又名，一个太阳日），相比我们在地球上经历的24小时。这就是说，根据火星日的长度，一个火星年等于.个火星日。
季节变化：
火星上也有与地球上类似的季节性循环，部分原因是因为火星也有一个倾斜的轴，它与轨道平面倾斜25.19°（相比地球的地轴倾斜角约23.44°）。此外还由于火星轨道的离心，这意味着它在一年中的某个时间周期性地接收到比其他时间更少的太阳辐射。距离的变化造成了温度的显著变化。
图解：古瑟夫撞击坑充满沙石的地表
尽管这颗行星上的平均温度是-46°C（51°F），但温度变化范围从极地冬季-°C（-.4°F）的低温到夏季和赤道中午35°C（95°F）的高温不等。这表明平均地表温度的变化与地球十分相似——°C（.4°F）与.9°C（.5°F）之间的差异。这样的高温也使得液态水在火星表面保持流动（尽管是间歇性的）。
图解：火星地形图，中央为东经度。低到高顺序为蓝、绿、*、红到最高的白。
此外，火星的离心率意味着它在离太阳较远的轨道上运行得更慢，而在离太阳较近的轨道上运行得更快（如开普勒行星运动三定律所述）。火星的远日点与北半球的春天重合，这使它成为这颗行星上最长的季节——持续大约地球上的7个月。夏季是第二长的，持续6个月，秋季和冬季分别持续5.3个月和4个月以上。
图解：艺术家对火星四季的印象。图源：britannica.