Những hiểu biết hiện tại về hành tinh ở được—khả năng một thế giới cho sự sống phát triển và duy trì—ưu tiên những hành tinh có nước lỏng tồn tại trên bề mặt của chúng. Điều này trước tiên đòi hỏi quỹ đạo hành tinh nằm trong vùng ở được, mà đối với Mặt Trời hiện nay là vùng mở rộng ngày bên ngoài quỹ đạo Sao Kim đến bán trục lớn của Sao Hỏa.[125] Trong thời gian Sao Hỏa nằm gần cận điểm quỹ đạo thì nó cũng nằm sâu bên trong vùng ở được, nhưng bầu khí quyển mỏng của hành tinh (và do đó áp suất khí quyển thấp) không đủ để cho nước lỏng tồn tại trên diện rộng và trong thời gian dài. Những dòng chảy trong quá khứ của nước lỏng có khả năng mang lại tính ở được cho hành tinh đỏ. Một số chứng cứ hiện nay cũng cho thấy nếu nước lỏng có tồn tại trên bề mặt Sao Hỏa thì nó sẽ quá mặn và có tính a xít cao để có thể duy trì một sự sống thông thường.[126]

Sao Hỏa thiếu đi từ quyển và có một bầu khí quyển cực mỏng cũng là một thách thức: sẽ có ít sự truyền nhiệt trên toàn bề mặt hành tinh, đồng thời khí quyển cũng không thể ngăn được sự bắn phá của gió Mặt Trời và một áp suất quá thấp để duy trì nước dưới dạng lỏng (thay vào đó nước sẽ lập tức thăng hoa thành dạng hơi). Sao Hỏa cũng gần như, hay có lẽ hoàn toàn không còn các hoạt động địa chất; sự ngưng hoạt động của các núi lửa rõ ràng làm ngừng sự tuần hoàn của các khoáng chất và hợp chất hóa học giữa bề mặt và phần bên trong hành tinh.[127]

Nhiều bằng chứng ủng hộ cho Hỏa Tinh trước đây đã từng có những điều kiện cho sự sống phát triển hơn so với ngày nay, nhưng liệu các sinh vật sống có từng tồn tại hay không vẫn còn là bí ẩn. Các tàu thăm dò Viking trong giữa thập niên 1970 đã thực hiện những thí nghiệm được thiết kế nhằm xác định các vi sinh vật trong đất Sao Hỏa ở những vị trí chúng đổ bộ và đã cho kết quả khả quan, bao gồm sự tăng tạm thời của sản phẩm CO2 khi trộn những mẫu đất với nước và khoáng chất. Dấu hiệu của sự sống này đã gây ra tranh cãi trong cộng đồng các nhà khoa học, và vẫn còn là một vấn đề mở, trong đó nhà khoa học NASA Gilbert Levin cho rằng tàu Viking có thể đã tìm thấy sự sống. Một cuộc phân tích lại những dữ liệu từ Viking, trong ánh sáng của hiểu biết hiện đại về dạng sống trong môi trường cực kỳ khắc nghiệt (extremophile forms), cho thấy các thí nghiệm trong chương trình Viking không đủ độ phức tạp để xác định được những dạng sống này. Thậm chí những thí nghiệm này có thể đã giết chết những dạng vi sinh vật (giả thuyết là tồn tại).[128] Các thí nghiệm thực hiện bởi tàu đổ bộ Phoenix đã chỉ ra đất ở vị trí đáp xuống có tính kiềm pH khá cao và nó chứa magiê, natri, kali và clo.[129] Những chất dinh dưỡng trong đất có thể giúp phát triển sự sống những sự sống vẫn cần phải được bảo vệ từ những ánh sáng cực tím rất mạnh.[130]

Tại phòng thí nghiệm Trung tâm không gian Johnson, một số hình dạng thú vị đã được tìm thấy trong khối vẫn thạch ALH84001. Một số nhà khoa học đề xuất là những hình dạng này có khả năng là hóa thạch của những vi sinh vật đã từng tồn tại trên Sao Hỏa trước khi vẫn thạch này bị bắn vào không gian bởi một vụ chạm của thiên thạch với hành tinh đỏ và gửi nó đi trong chuyến hành trình khoảng 15 triệu năm tới Trái Đất. Đề xuất về nguồn gốc phi hữu cơ cho những hình dạng này cũng đã được nêu ra.[131]

Những lượng nhỏ mêtan và fomanđêhít xác định được gần đây bởi các tàu quỹ đạo đều được coi là những dấu hiệu cho sự sống, và những hợp chất hóa học này cũng nhanh chóng bị phân hủy trong bầu khí quyển của Hỏa Tinh.[132][133] Cũng có khả năng những hợp chất này được bổ sung bởi hoạt động địa chất hay núi lửa cũng như sự serpentin hóa của khoáng chất (serpentinization).[108]

Trong tương lai, có thể là nhiệt độ bề mặt Sao Hỏa sẽ tăng từ từ, hơi nước và CO2 hiện tại đang đóng băng dưới regolith bề mặt sẽ giải phóng vào khí quyển tạo nên hiệu ứng nhà kính nung nóng hành tinh cho đến khi nó đạt những điều kiện tương đương với Trái Đất ngày nay, do đó cung cấp nơi trú chân tiềm năng trong tương lai cho sinh vật trên Trái Đất.[134]