Stoljećima su ljudi nagađali o mogućnosti postojanja života na Marsu, što zbog blizine tog planeta što zbog njegove sličnosti Zemlji. Ozbiljna traganja za tragovima života počela su u 19. stoljeću, a nastavljaju se teleskopskim istraživanjima i slanjem robotskih sondi na površinu planeta. Dok su se rani radovi usredotočili na fenomenologiju i bili na granici fantastike, moderna znanstvena istraživanja fokusiraju se na potragu za kemijskim tragovima života u tlu i stijenama, te potragu za plinovima biomarkerima u atmosferi.The Search for Life on Mars - Mumma, Michael J. Goddard Space Flight Center, 08. siječnja 2012. Marsovci se vrlo često javljaju u popularnoj kulturi tijekom 20. i 21. stoljeća, a pitanje postoji li na Marsu život ili je on tamo nekada postojao i danas ostaje otvoreno.
Rana nagađanja 250px|mini|Zemljovid Marsa,Giovanni Schiaparelli. 250px|mini|Marsovski kanali, ilustrirao astronom Percival Lowell (1898. Ledeni pokrivači na Marsovim polovima prvi su put primijećeni već sredinom 17. stoljeća, a krajem 18. stoljeća William Herschel dokazuje da se periodično otapaju i smrzavaju. Do sredine 19. stoljeća, astronomi su znali da Mars ima određene sličnosti sa Zemljom kao na primjer, sličnu duljinu trajanja dana. Također su znali da je nagib njegove osi sličan Zemljinoj, što znači da prolazi kroz godišnja doba kao i Zemlja, ali su ona bila gotovo dvostruko dulja zato što jedna godina na Marsu traje mnogo duže nego na Zemlji. Ova promatranja dovela su do povećanja u nagađanjima da su tamniji dijelovi Marsa prekriveni vodom, a da su svjetliji kopno. Prema tome bilo je prirodno pretpostaviti da bi neki oblik života mogao nastanjivati Mars.
William Whewell, koji je popularizirao riječ "znanstvenik" (scientist), teoretizirao je da na Marsu postoje mora, kopna, a vjerojatno i oblici života. Nagađanja o postojanju života na Marsu rasplamsale su se krajem 19. stoljeća, nakon teleskopskih promatranja pri kojima su neki promatrači primijetili navodne kanale na tom planetu, ali se naknadno pokazalo da su to samo optičke iluzije. Unatoč tome, američki astronom Percival Lowell je 1895. objavio svoje djelo Mars, nakon kojeg je 1906. uslijedila knjiga Mars and its Canals (Mars i njegovi kanali), u kojoj je predloženo da su kanali tvorevine davno nestale civilizacije.<ref>Is Mars habitable? A critical examination of Professor Percival Lowell's book "Mars and its canals.", an alternative explanation, by Alfred Russel Wallace, F.R.S., etc. London, Macmillan and co., 1907.</ref> Ova ideja potakla je britanskog pisca H. G. Wellsa da 1897. napiše roman Rat svjetova, u kojem je predstavljena invazija Marsovaca koji bježe sa svog planeta zbog njegovog isušenja.
Spektroskopske analize Marsove atmosfere ozbiljno su započele 1894. godine, kada je astronom William Wallace Campbell dokazao da u Marsovoj atmosferi nema ni kisika ni vode. Do 1909. godine jači teleskopi i bolje periheličke opozicije Marsa od 1877. godine dovele su do pobijanja teorije o postojanju kanala na tom planetu.
Misije Mariner 4
250px|mini|Krater Mariner, snimljeni s letjelice Mariner 4 1965. godine. Slike poput ove dokazale su da je Mars presuh za bilo kakav oblik života. 250px|mini|"Otoci" s aerodinamičnim oblikom, koje je snimio orbiter Viking, pokazuju da su se u prošlosti na Marsu odvijale velike poplave. Slika se nalazi u četverokutnoj slici Lunae Palus. Robotska sonda Mariner 4 je 1965. izvela prvi uspješan prelet planeta Mars, pri čemu je napravila prve slike njegove površine. Fotografije su pokazale suh Mars, bez rijeka, oceana ili bilo kakvih tragova života. Nadalje, otkriveno je da je površina (bar njeni fotografirani dijelovi) pokrivena kraterima, što ukazuje na nedostatak tektonske aktivnosti i bilo kakvog atmosferskog utjecaja na stijene tijekom posljednje četiri milijarde godina. Sonda je također otkrila da Mars nema globalno magnetsko polje koje bi ga štitilo od smrtonosnog kozmičkog zračenja. Sonda je uspjela izračunati i atmosferski tlak na planetu (oko 0,6 kPa, dok Zemlja ima 101,3 kPa), što znači da voda u tekućem stanju na njezinoj površini ne može postojati. Nakon podataka sa sonde Mariner 4, potraga za životom na Marsu se usredotočila na potragu za bakterijskim organizmima, napuštajući tako potragu za višestaničnim životom, jer se stanište pokazalo previše surovim.
Orbiteri Viking
Tekuća voda neophodna je za postojanje života kakvog mi poznajemo i za metabolizam. Stoga se pretpostavlja da je život na Marsu bio moguć, ako se dokaže da je u Marsovoj prošlosti postojala tekuća voda. Orbiteri Viking su u mnogim područjima otkrili dokaze postojanja mogućih riječnih dolina, tragova djelovanja erozije, te na južnoj hemisferi razgranate potoke.Strom, R.G., Steven K. Croft, and Nadine G. Barlow, "The Martian Impact Cratering Record," Mars, University of Arizona Press, , 1992.Raeburn, P. 1998. Uncovering the Secrets of the Red Planet Mars. National Geographic Society. Washington D.C.Moore, P. et al. 1990. The Atlas of the Solar System. Izdavač: Mitchell Beazley Publishers NY, NY.
Sonde Viking Osnovna misija robotskih sondi Viking sredinom 1970-ih bila je izvođenje eksperimenata kojima bi se utvrdilo postojanje mikroorganizama u marsovskom tlu, jer su uvjeti za razvoj višestaničnog života nestali prije oko četiri milijarde godina. Tragalo se za mikroorganizmima sličnim onima na Zemlji. Od četiri eksperimenta, samo je eksperiment LR (Labeled Release) donio pozitivne rezultate, pokazavši povećanu proizvodnju 14CO2 pri prvom izlaganju tla vodi i hranjivim tvarima. Znanstvenici se slažu u dva aspekta misije Viking: da je u eksperimentu LR dobiven radiooznačeni 14CO2, te da GC-MS (Gas Chromatograph — Mass Spectrometer) nije otkrio organske molekule. Postoje međutim, vrlo različita tumačenja dobivenih podataka.
Jedan od inženjera eksperimenta LR, Gilbert Levin, vjeruje da su njegovi rezultati konačni dokazi života na Marsu, ali drugi znanstvenici osporavaju te rezultate i smatraju da su superoksidirajuće kemijske tvari u tlu mogle stvoriti iste kemijske reakcije bez prisustva živih bića. Došlo je gotovo do konsenzusa da se podatci eksperimenta LR odbace kao dvojbeni, jer plinski kromatograf i maseni spektrometar, koji su izrađeni da bi identificirali organske tvari, nisu zabilježili organske molekule.The Carnegie Institution Geophysical Laboratory Seminar, "Analysis of evidence of Mars life" held 05/14/2007; Summary of the lecture given by Gilbert V. Levin, Ph.D. http://arxiv.org/abs/0705.3176, published by Electroneurobiología svezak 15 (2), str. 39.–47., 2007. Rezultati misije Viking po pitanju postojanja života su, prema mišljenju većeg dijela stručnjaka, u najboljem slučaju neuvjerljivi.
Tijekom jednog seminara Geofizičkog laboratorija instituta Carnegie (Washington, D.C., SAD) 2007. godine, ponovo je analizirano istraživanje Gilberta Levina. Levin i dalje smatra da su njegovi prvobitni podatci bili ispravni, jer su pozitivni i negativni kontrolni eksperimenti bili ispravni. Levinova istraživačka grupa je 12. travnja 2012. prijavila statističku pretpostavku (zasnovanu na starim podatcima koji su ponovo protumačeni matematičkom analizom algoritama) vezanu za Vikingov eksperiment LR, koja bi mogla dati dokaze da "na Marsu postoji mikrobni život." Kritičari kažu da se metoda koju su oni koristili još uvijek nije pokazala efikasnom pri razlikovanju bioloških i nebioloških procesa na Zemlji, pa je prerano izvoditi zaključke.
Ronald Paepe, edafolog (znanstvenik koji proučava tlo), priopćio je kongresu Europskog seveza za geološke znanosti da nedavno otkriće silikata na Marsu možda ukazuje na pedogenezu, tj. razvoj tla, na čitavoj površini Marsa. Prema Paepeovom tumačenju, većina površine Marsa je aktivno tlo, koje je pocrvenilo zbog dugih razdoblja izloženosti raširenom djelovanju vode, vegetacije i djelovanja mikroorganizama.
Istraživački tim s Meksičkog nacionalnog samostalnog sveučilišta, pod vodstvom Rafaela Navarro-Gonzáleza, zaključio je da oprema (TV-GC-MS), koja je pri programu Viking korištena za potragu za organskim molekulama, možda nije bila dovoljno osjetljiva da otkrije niske razine organskih tvari. Zbog jednostavnosti rukovanja njime, TV–GC–MS se još uvijek smatra standardnom metodom otkrivanja organskih tvari prilikom budućih misija na Mars, pa je stoga Navarro-González predložio da bi u sklopu izrade instrumenata koji služe u tu svrhu ubuduće trebali biti uključeni još neke metode detekcije.
Gillevinia straata Tvrdnja o postojanju života na Marsu u obliku Gillevinia straata zasniva se na starim podatcima koje su najviše prihvatili znanstvenici poput Gilberta Levina, Rafaela Navarro-Gonzáleza i Ronaldsa Paepea. Dokazi koji podržavaju postojanje mikroorganizama Gillevinia straata zasnivaju se na podatcima prikupljenim na dva lendera misije Viking koji su tražili biomarkere života, ali službeno je zaključeno da rezultati analiza nisu vjerodostojni.
Mario Crocco, neurobiolog pri Neuropsihijatrijskoj bolnici Borda u Buenos Airesu (Argentina), predložio je 2006. godine stvaranje nove nomenklaturne kategorije koja definira rezultate landera Viking kao "metaboličke", pa prema tome i kao dokaze života. Crocco je predložio stvaranje novih kategorija (taksona) unutar novog kraljevstva u koje bi svrstao taj rod marsovskih mikroorganizama. Predložio je sljedeću taksonomiju: Sustav organskog života: Solaria Biosfera: Marciana Carstvo: Jakobia (prema neurobiologu Christfriedu Jakobu) Rod i vrsta: Gillevinia straataPrema tome, hipotetska vrsta Gillevinia straata ne bi bila bakterija (takson koji se veže za Zemlju), već pripadnik carstva "Jakobia" unutar sistema "Solaria". Ciljani učinak nove nomenklature bio je da se poništi breme dokaza potrebnih za potvrđivanje života, ali taksonomija koju je Crocco predložio nije prihvaćena u znanstvenoj zajednici i promatra se kao nomen nudum. Ni jedna daljnja misija na Marsu nije pronašla tragove biomolekula.
Slijetanje Phoenixa (2008.) mini|280px|lijevo|Umjetnički prikaz svemirske letjelice Phoenix U sklopu misije Phoenix, 25. svibnja 2008. u polarne je predjele Marsa spuštena letjelica, koja je bila u funkciji do 10. studenog 2008. godine. Jedan od dva glavna cilja te misije bila je potraga za "nastanjivom zonom" u marsovskom regolitu, gdje bi mikroorganizmi mogli preživjeti, dok je drugi cilj bio istraživanje geološke povijesti vode na Marsu. Lender je imao robotsku ruku dužine 2,5 metara, sposobnu za iskopavanje plitkih brazda u regolitu. Proveden je elektrokemijski pokus u kojem su analizirani ioni u regolitu, te količine i vrsta antioksidanasa na Marsu. Podatci programa Viking ukazuju na to da bi oksidansi na Marsu mogli varirati ovisno o geografskoj širini, s obzirom na to da je Viking 2 na svojoj sjevernijoj poziciji pronašao manje oksidanasa nego Viking 1. Phoenix je sletio još sjevernije.Piecing Together Life's Potential Prvi privremeni podatci koje je Phoenix prikazao pokazali su da tlo na Marsu sadrži perklorat, te stoga možda nije toliko pogodno za život kao što se prije pretpostavljalo. pH vrijednost i razina slanosti smatrani su povoljnim za održavanje života. Utvrđena je također prisutnost vrlo tankog sloja vode i CO2.
Mars Science Laboratory mini|250px|Autoportret rovera Curiostiy u blizini Curiosity rover Rocknesta (kamenito gnijezdo) na Marsu (31. rujan 2012.); u daljini se može vidjeti rub kratera Gale i padine planine Aeolis Mons.
Misija Mars Science Laboratory je misija koju je pokrenula NASA, u sklopu koje je 26. studenog 2011. poslana letjelica koja je na Mars postavila rover Curiosity, robota na nuklearni pogon s instrumentima projektiranima za potragu za prošlim ili sadašnjim uvjetima relevantnim za biološku aktivnost. Rover Curiosity sletio je na Mars na ravnicu Aeolis Palus kod kratera Gale i planine Aeolis Mons 6. kolovoza 2012. godine.
Buduće misije