Marte se ve desde la Tierra como un astro rojo y a veces muy brillante, color por el que se ha asociado desde la antigüedad a la deidad de la guerra Ares (Marte para los romanos). Es el cuarto planeta en distancia al Sol y el último de naturaleza telúrica, con un diámetro de algo más de la mitad del terrestre. Una consecuencia de las características orbitales es que su distancia a la Tierra puede variar enormemente: de más de 350 millones de kilómetros cuando se aproxima a la conjunción con el Sol a 60 millones de kilómetros en una oposición favorable, de modo que tanto el brillo como el tamaño aparente de Marte cambian considerablemente. Pero aún en el mejor de los casos sólo podremos apreciar su disco aparente con cierto detalle a través de un telescopio (y con muchos aumentos); a simple vista siempre se presentará como un astro puntual como el resto de planetas.
Marte entra en oposición con la Tierra cada 780 días, pero si este momento coincide además con el de perihelio marciano la distancia será menor que si coincide con su punto de afelio. En esta situación Marte se sitúa a tan sólo unos 60 millones de kilómetros de la Tierra, lo que ocurre cada 15 años terrestres. Esta cifra puede disminuir a 55 millones de kilómetros si además la Tierra se encuentra en afelio. Será en septiembre de 2035 y agosto de 2050 cuando tengamos los momentos más favorables para observar el planeta rojo.
Para observar o fotografiar Marte lo mejor es un telescopio que soporte muchos aumentos, pues estamos hablando de resolver un pequeño disco de entre 15 y 25 segundos de arco si está en oposición (en posiciones más lejanas puede ser de apenas 6 segundos de arco). Y para soportar aumentos hace falta un tubo óptico de una distancia focal grande y suficiente diámetro, siendo los de óptica Cassegrain los más utilizados para este tipo de observación.
En contraste con Venus (cuya densa capa nubosa impide ver detalle alguno) Marte presenta interesantes detalles al telescopio al poseer una atmósfera muy tenue. Su superficie se ve de un color anaranjado con algunas zonas más oscuras, resaltando perfectamente los casquetes polares o el Olympus Mons, el volcán más alto del Sistema Solar. Frecuentemente la superficie marciana se ve afectada por gigantescas tormentas de arena que provocan que la mayor parte de estos detalles desaparezcan. Al ser la rotación de Marte de unas 24 horas es posible observar diferentes detalles conforme ésta se produce.
La observación y fotografía de Marte, que al ser un objeto de pequeño tamaño aparente requiere mucho aumento, está muy condicionada por la turbulencia atmosférica. Para apreciar detalles es imprescindible gozar de buen seeing, aunque no importa tanto si hay luna o contaminación lumínica al tratarse de un cuerpo brillante. Para la obtención de fotografías se utiliza una técnica basada en el apilado de fotogramas de vídeos tomados con cámaras dedicadas para fotografía planetaria con sensores pequeños. Esto permite seleccionar las mejores imágenes, que se apilan y procesan obteniendo magníficos resultados.
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