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옛 문헌에는 형혹(熒惑)이라고도 하였다. 화성의 공전궤도의 이심률은 0.09, 반장경은 1.524AU이며, 태양 주위를 한 번 공전하는 데 1.88년, 지구와의 회합주기(會合周期)는 약 780일이다.

따라서, 약 2년 2개월마다 지구에 접근하게 되는데, 그때의 거리는 약 0.38AU(5700만㎞)이다. 자전주기는 24시간 37분으로서 지구보다 하루의 길이가 약간 더 길다.

가장 밝을 때의 밝기는 1등성 정도이다. 화성의 질량은 지구의 10분의 1 정도이고, 그 반지름은 약 절반에 불과하여 행성 중에서는 수성 다음으로 작다.

표면을 뒤덮고 있는 공기층이 대단히 희박하기 때문에 그 표면을 관찰하기가 쉽고, 화성의 지표면에 깔려 있는 흙이나 모래는 태양빛과 열에 그을어서 갈색이 되었기 때문에 지구에서 보는 화성은 언제나 붉은색이다.

표면의 모양을 조사해보면, 태고 때 큰 강이 흘렀던 자국이 깊고 또 길게 패어 있다. 지금은 그때의 물이 다 증발하여 없어졌고, 화성의 북극과 남극에만 약간 남아 있는 것이 겨울이 되면 얼음이 되어 희게 보인다. 이 흰색의 얼음이 덮인 지역을 화성의 극관(極冠)이라고 부른다.

바이킹(Viking) 우주선으로 표면의 흙에서 미생물을 검출해보려고 1976년부터 시도해오고 있으나 아직까지 성공하지 못하고 있다. 화성은 두 개의 달인 포보스(Phobos)와 다이모스(Deimos)를 가지고 있으나, 지구의 달에 비하면 둘 다 대단히 작다.

그리고 두 달 모두 지구의 달과 같은 모양의 작은 운석구덩이를 많이 가지고 있는 것이 하나의 특징이지만, 달들의 표면의 일부가 태고 때 다른 천체와의 충돌로 깨어져 있다.