Nếu nhìn từ bề mặt của Sao Hỏa tại gần đường xích đạo của nó, toàn bộ Phobos nhìn bằng một phần ba độ lớn của Trăng tròn khi nhìn từ Trái Đất. Phobos có đường kính góc từ 8.5

' (lúc mọc) đến 12' (trên đỉnh đầu). Nó nhìn nhỏ hơn khi một người quan sát đứng cách xa đường xích đạo của Sao Hỏa, và hoàn toàn không thể nhìn thấy nó (Phobos ở phía dưới đường chân trời) nếu đứng ở phần mũ băng ở cực của Sao Hỏa. Deimos nhìn giống như một ngôi sao sáng hoặc một hành tinh nếu nhìn từ bề mặt của Sao Hỏa, nó chỉ hơi lớn hơn Sao Kim một chút nếu nhìn Sao Kim từ Trái Đất; nó có đường kính góc vào khoảng 2'. Trong khi đó đường kính góc của Mặt Trời nếu nhìn từ Sao Hỏa là 21'. Do vậy sẽ không có hiện tượng nhật thực trên Sao Hỏa, do các mặt trăng của nó quá nhỏ để có thể che khuất được Mặt Trời. Mặt khác, nguyệt thực toàn phần của Phobos lại rất hay xảy ra, và hầu hết diễn ra vào ban đêm.[12]

Chuyển động của Phobos và Deimos trông rất khác so với chuyển động của Mặt Trăng. Phobos nhanh chóng mọc lên ở phía tây, lặn ở phía đông, và mọc lại một lần nữa chỉ sau mười một giờ, trong khi đó Deimos, chỉ nằm hơi bên ngoài của một quỹ đạo đồng bộ, chờ đợi nó mọc lên ở phía đông nhưng lại rất chậm. Mặc dù chu kì quỹ đạo của nó là 30 giờ, nó phải mất tới 2,7 ngày để lặn ở đằng tây khi nó hạ chậm dần xuống do sự quay của Sao Hỏa, và phải đợi lâu nữa nó mới mọc trở lại.

Cả hai mặt trăng bị khóa thủy triều, luôn luôn quay một mặt hướng về Sao Hỏa. Vì sự di chuyển của Phobos trên quỹ đạo nhanh hơn tốc độ tự quay của Sao Hỏa, lực thủy triều là chậm hơn nhưng giảm dần ổn định theo bán kính quỹ đạo của Phobos. Trong tương lai, tại một số điểm khi nó tiếp cận đến gần Sao Hỏa (xem giới hạn Roche), Phobos sẽ bị phá vỡ ra do lực thủy triều.[13] Có một vài dải hố thiên thạch trên bề mặt Sao Hỏa, nghiêng xa dần từ đường xích đạo thì tuổi của các hố thiên thạch càng lớn hơn, cho thấy có khả năng một vài mặt trăng nhỏ đã trải qua giai đoạn bị phá hủy giống như Phobos sẽ phải trải qua, và cũng vì thế mà toàn bộ lớp vỏ Sao Hỏa bị dịch chuyển giữa các sự kiện này.[14] Deimos, mặt khác nó lại ở quá xa vì vậy mà quỹ đạo của nó đang bị đẩy ra xa dần,[15] giống như trường hợp của Mặt Trăng của chúng ta.

Chi tiết quỹ đạo