thumb|Umelecká predstava, ako by mohol Mars vyzerať, slúži aj ako podklad, ako približne vyzeral skôr. thumb|Súčasná podoba Marsu
Voda na Marse je súhrnné označenie všetkej vody, ktorá sa na planéte Mars nachádza. Oproti Zemi však Mars nemá výskyt vody vo všetkých troch skupenstvách v množstve podobnom pozemskému. Na povrchu neexistujú rozsiahle oblasti kvapalnej vody v podobe hydrosféry, ale voda je viazaná prevažne v kryosfére (vo forme permafrostu, polárnych čiapočiek) ako ľad alebo malá časť v atmosfére ako vodná para. Voda existuje v kvapalnom stave pod južnou polárnou čiapkou.
V súčasnosti na povrchu Marsu nepanujú podmienky, ktoré umožňujú dlhodobú existenciu kvapalnej vody. Priemerné hodnoty tlaku a teploty sú príliš nízke, čo vedie k tomu, že voda začína okamžite mrznúť a následne sublimovať. Výskum planéty však naznačuje, že sa na povrchu planéty tečúca voda v minulosti vyskytovala, a dnešná otázka skôr znie, kam sa táto voda podela.
O výskyte vody na povrchu či pod jeho povrchom existuje celý rad priamych aj nepriamych dôkazov v podobe riečnych korýt, polárnych oblastí, spektrometrických meraní, erodovaných kráterov, či minerálov priamo spojených s existenciou kvapalnej vody. Vďaka zásobám kvapalnej vody je pravdepodobné, že sa značne zmenšia potrebné zásoby pre budúce kozmické misie k planéte.
História výskumu V 70. rokoch 19. storočia sa Mars dostal do popredia verejného záujmu, keď taliansky astronóm Giovanni Schiaparelli ohlásil objavenie kanálov (v origináli canali), ktoré on sám najskôr pokladal za prírodný útvar. Vplyvom zlého prekladu, keď došlo k zámene prírodných kanálov za umelo vytvorené, sa začali okolo Marsu šíriť príbehy o umierajúcej civilizácii, ktorá sa snaží privádzať z polárnych čiapočiek vodu do vysychajúcich oblastí okolo rovníka. Neskoršie pozorovania vyvrátili existenciu kanálov a prvé fotografické snímky povrchu aj predstavu, že sa na povrchu nachádza tečúca voda. Následné merania ukázali, že súčasný stav atmosféry dlhodobejší výskyt kvapalnej vody na povrchu neumožňuje.
Vedci študujúci snímky zo sondy Viking skoro začali rozoznávať štruktúry veľmi nápadne sa podobajúce pozemským oblastiam, ktoré vznikli vodnou činnosťou. Snímky ukazovali rozsiahle riečne korytá, hlboké kanály, kaňony a objekty, ktoré vyzerali ako starodávne pobrežné útvary. Nasledujúce sondy Mars Pathfinder, Mars Global Surveyor, Mars Express či dve povrchové vozidlá Mars Exploration Rover ukázali rozsiahle oblasti, v ktorých existujú dôkazy o prejavoch tečúcej vody na povrchu planéty. Niektorí vedci dokonca tvrdia, že objavili oblasť, kde tiekla rieka 10 000-krát mohutnejšia ako Mississippi.
V júni roku 2000 došlo vďaka opakovanému snímkovaniu bezmenného krátera sondou Mars Global Surveyor k náhodnému objavu, ktorý ukázal, že sa tečúca voda v malom množstve a na krátky čas na povrchu stále nachádza.
Minulosť thumb|left|Hypotetický úbytok vody na Marse podľa NASA v miliardách rokov V dnešnej dobe nepanuje jasná zhoda o tom, ako Mars v dávnej minulosti vyzeral. Jedna časť vedeckej obce zastáva teóriu, že Mars vyzeral podobne ako dnes – studený a s riedkou atmosférou. Tekutá voda na jeho povrchu sa objavovala iba dočasne, keď sa uvoľnila z napätej kôry či sa roztopil pôdny ľad sopečnou činnosťou. Druhá časť zastáva teóriu, že Mars bol v minulosti teplejší s hustejšou atmosférou, ktorá umožňovala výskyt oceánu tekutej vody dlhšie časové obdobie.
Podľa tejto teórie sa predpokladá, že v minulosti bol povrch Marsu zaplavený oceánom, ktorý sa rozkladal najskôr na severnej pologuli v oblasti nížin, keďže južná časť planéty je tvorená tzv. Južnými vysočinami. Tento oceán existoval v období noachianu. Vplyvom ochladzovania planéty počas hesperianu došlo k jeho zamrznutiu. Povrchová voda sa premenila na ľad a časť nej zrejme unikla aj do kozmického priestoru.
Následné zvetrávacie procesy na povrchu Marsu pochovali časť ľadu pod zvetralinový plášť.
Vďaka fotografickým snímkam boli na povrchu Marsu rozlíšené areomorfologické pozostatky vodnej činnosti v podobe riečnych korýt, sedimentov, pozostatky zaplavených oblastí či relikty po rýchlom úniku vody z kryosféry Marsu vplyvom vulkanickej aktivity. Predpokladá sa, že jeden podobný obrovský únik vytvoril aj údolie Valles Marineris, ktoré vzniklo v dávnej histórii Marsu. Ďalším príkladom môže byť Cerberus Fossae, u ktorého sa predpokladá vznik pred 5 miliónmi rokov. Prelomenie vyvrhlo vodu do oblasti Elysium Planitia, kde vytvorila ľadové more viditeľné do dnešných dní.
Otvorenou otázkou ostáva, aká zmena spôsobila, že sa klimatické podmienky na povrchu Marsu radikálne zmenili tak, že tečúca voda na jeho povrchu prestala existovať. Podľa niektorých teórií globálnu zmenu spôsobil impakt obrovského telesa, ktoré zmenilo rotačnú dobu či orientáciu rotačnej osi. Ďalšie teórie predpokladajú, že proces bol omnoho pomalší, a že dochádzalo k postupnému znižovaniu sopečnej aktivity, čo viedlo k ochladzovaniu planéty. Časť atmosféry súčasne unikala do okolitého kozmického priestoru, čo celý proces zamrznutia urýchlilo. V súčasnosti sa nedá jasne povedať, čo sa presne v minulosti na Marse stalo. Všeobecnejšia zhoda panuje v tom, že sa na povrchu nachádzala tečúca voda približne pred 4 až 3,5 miliardami rokov.
Rieky thumb|Ma'adim Vallis – koryto vyhĺbené tečúcou vodou v oblasti krátera Gusev (Viking)
Najľahšie rozpoznateľné útvary vzniknuté tečúcou vodou na povrchu sú pozorované riečne siete, pri ktorých je veľmi dobre viditeľná spádová oblasť, z ktorej vodu získavali. Jednotlivé potoky sa spájajú do riečok a riek, ktoré potom odvádzali vodu z Južných vysočín do severných nížin. Vzniknuté korytá majú zhodné znaky s tými pozemskými, či už ide o zarezávanie do skalného podložia, vzniknuté sedimenty či meandre. Riečne siete napovedajú, že klíma v histórii Marsu musela byť iná ako tá dnešná. Podobné siete vznikajú v oblastiach dostatočne napájaných tečúcou vodou, ktorá na povrch dopadá z atmosférických zrážok. Pre ich vznik tak musel byť Mars teplejší a kvôli premenlivému počasiu umožňovať dážď.
Predpokladá sa, že rieky z povrchu planéty zmizli približne v čase pred 3,5 miliardami rokov. Proti teórii o povrchových riekach hovorí fakt, že niektoré potenciálne riečne údolia nemajú na svojom dne vyhĺbené riečne korytá, ktorými voda prúdi. Niektorí vedci sa domnievajú, že takéto údolia mohli vzniknúť prúdiacou vodou pod zemou a následným zrútením stropu do vzniknutého vodného tunelu.
Zvláštnou skupinou sú obrovské riečiská, ktorá môžu dosahovať 100 až na šírku a 1 000 až na dĺžku, vyskytujúce sa prevažne na severnej pologuli. Predpokladá sa, že tieto útvary sú výsledkom obrovských záplav, ku ktorým niekoľkokrát na povrchu Marsu došlo. Vznikajú najskôr ako prejav porušenia marťanskej kôry vplyvom impaktov alebo zemetrasení, v ktorej sa nachádzajú obrovské vodné rezervoáre, a následným únikom tejto vody do okolia. Podľa pozorovaní sa zdá, že k týmto udalostiam došlo viackrát v období medzi 2,5 až 1,5 miliardami rokov. Presný mechanizmus nie je dosiaľ známy. Množstvo vody ale mohlo byť tak obrovské, že mohlo umožniť vzniknúť oceán.
Oceán Jednou zo základných otázok je, či na Marse skutočne existoval komplexný oceán alebo či išlo iba o niekoľko lokálnych zaplavených oblastí. Existujú predpoklady, že oceán pravdepodobne existoval. Medzi doklady jeho existencie sa väčšinou počítajú geologické útvary, ktoré zdanlivo pripomínajú morské pobrežie tak, ako sú známe zo Zeme. Celá severná oblasť je popri tom celkom hladká, zdanlivo vyhladená erozívnou silou vody. Predpokladá sa, že v minulosti tvorila oceánske dno.
Myšlienka, že sa na Marse vyskytoval oceán, pochádza z 80. rokov 20. storočia, keď sa ňou začala časť vedcov podrobnejšie zaoberať. Počas výskumu sa objavili názory, že na Marse mohol existovať oceán v dvoch oblastiach. severný ľadový oceán (Oceanus Borealis) – vodná plocha, ktorá sa rozkladala na väčšine severných nížin. Prvý model oceánu bol predstavený v roku 1993. Vznik tohto oceánu popisuje ako výsledok ohromnej záplavy s rýchlosťou 108 až 109 m3.s−1 a celkovým objemom 105 až 107 km3 vody, ktorá vznikla ako následok zvýšenej sopečnej aktivity v celoplanetárnom meradle (žiadny impakt vesmírneho telesa by asi nemohol zapríčiniť takto rozsiahle oteplenie prejavujúce sa roztopením permafrostu a následné záplavy). Vyparovanie vodnej pary z plochy oceánu obohatilo skleníkové plyny, čo umožnilo vznik teplejšej a hustejšej atmosféry, v ktorej sa nachádzali kvapalné zrážky. oceán v severných nížinách (Utopia Planitia) – je predpokladané menšie vodné teleso, ktoré vyplňovalo oblasť Utopia Planitia a ktoré teoreticky môže byť iba zlomkovou časťou väčšieho oceánu Oceanus Borealis. Veľká časť oblasti Utopia Planitia vykazuje známky po prítomnosti vody v podobe vrstvy sedimentov či terás. thumb|left|Riečna delta v bezmennom kráteri na južnej pologuli. Veľkosť obrázku je 13× (Mars Global Surveyor) Prieskumné vozidlá Spirit a Opportunity objavili na niektorých miestach soli síry (tzv. evapority) vznikajúce počas vyparovania morskej vody. Ich predchádzajúci výskyt na povrchu bol pre vedcov neznámy a potvrdzuje teóriu o oceáne na Marse. Keďže má Mars rozdielne zloženie atmosféry ako Zem, bolo aj chemické zloženie morské vody rozdielne. Vysoký obsah železa a síry v pôde najskôr zapríčinil, že voda na Marse bola omnoho viac kyslá ako ta pozemská. Kyslé prostredie zabraňovalo zrážaniu karbonátov z atmosférického oxidu uhličitého, ktoré je dnes dobre pozorované na Zemi. Sopečná aktivita v noachiane vypúšťala do atmosféry stále ďalšie množstvo oxidu uhličitého, čo zvyšovalo jeho koncentráciu až na súčasný majoritný stav (oxid uhličitý tvorí 95,32 %). Pomocou modelu kyslého oceánu sa dajú vysvetliť chýbajúce karbonáty, ktoré by s oceánom najskôr vznikli.
Erodované krátery Krátery, ktoré vznikli na Marse dávnejšie, javia silné známky erózie, a to ako veternej, tak aj vodnej. Krátery, ktoré boli menšie ako , sú celkom zarovnané a iba veľmi ťažko sa teraz detegujú. Väčšie krátery nesú silné známky tečúcej vody na okrajoch, čo napovedá tomu, že boli vystavené vlhkej klíme so zrážkovou činnosťou. Krátery, ktoré sú mladšie ako 3,5 miliardy rokov, však podobné poškodenie nenesú alebo je omnoho menšie. Je teda možné, že v tejto dobe došlo k ďalšej zmene klímy a že sa planéta stala opäť suchou.
Rýchlosť erózie kráterov je na povrchu Marsu pomerne dobre známy jav popísaný z Mesiaca s presným datovaním vďaka dovezeným vzorkám mesačných hornín.ISBN 0-521-87201-4 strana 15 Pri porovnaní javia krátery na Marse omnoho silnejší stupeň erózie. Na Marse síce vanú silné vetry, ktoré tiež spôsobujú eróziu, ale tie nemajú dostatočnú silu pre takto silnú eróziu. K tomu niektoré krátery sú priamo napojené na riečnu sieť a ich dno je vyplnené sedimentami, či sa v niektorých nachádzajú útvary pripomínajúce riečne delty.
Sedimentárne vrstvy Na povrchu Marsu sú pozorované oblasti, na ktorých sú rozpoznateľné sedimentárne vrstvy, ktoré nemohli vzniknúť (podľa súčasných znalostí) bez prítomnosti vody. Časti hornín sú prenášané na nové miesta, kde sa začínajú postupne usádzať a vytvárať nové horniny s typickou štruktúrou a textúrou. Usadené horniny na Zemi sú hlavným zdrojom fosílií. Dá sa predpokladať, že ak na Marse niekedy život existoval, jeho zvyšky by sa mohli nachádzať v týchto oblastiach.
Oblasti, kde sa sedimenty vyskytujú, sú rozosiate po celej planéte na najrôznejších miestach. Najčastejšie sa vyskytujú v impaktných kráteroch v západnej oblasti Arabia Terra, v severnej časti Terra Meridiani, v roklinách Valles Marineris a v severovýchodnej časti panvy Hellas. Niektoré oblasti sú podobné pozemským útvarom, ako napríklad v oblasti Grand Canyon či Painted Desert v Arizone.