لم تظهر الدراسات سواء التي اجريت بواسطة التحليل الطيفي أو بالرصد التلسكوبي من الأرض، أو بواسطة المركبات الفضائية، وجود غلاف غازي ثقيل أو سميك للمريخ كما هو الغلاف الغازي الأرضي أو غلاف الزهرة الغازي ، بل تبين أن المريخ يمتلك غلافاً غازياً رقيقاً، وتقل كثافته عن كثافة الغلاف الغازي الأرضي بحوالي 1000 مرة. وعند هبوط المركبات الفضائية على سطح المريخ، جرت بعض التجارب على الغلاف الغازي للكوكب فكانت نسبة الغازات فيه كما يلي:

يعتبر العالم الروسي (ن.باراباشيف) أول من حاول قياس الضغط الجوي على سطح المريخ من الأرض سنة 1934م، وتوصل إلى أن الضغط الجوي على سطحه لا يتجاوز 50 مليبار، لكن دراسات فايكنغ كشفت أن الضغط الجوي على سطح المريخ يستحيلس أن يصل إلى 10 مليبار، حيث سجلت فايكنغ أن الضغط الجوي عند منطقة (هيلاس) 8.9 مليبار، بينما يصل إلى 3 مليبار فوق منطقة جبل أوليمبوس- أعلى قمة على المريخ.

حاول العلماء قياس درجة الحرارة على سطح المريخ سنة 1909 باستخدام التحليل الطيفي من الأرض، فوجدوا أن معدل درجة حرارة السطح 28 درجة مئوية تحت الصفر، بينما وجدت مركبة الفضاء فايكنغ-1 أن معدل درجة حرارة السطح قبل شروق الشمس (الفجر) هي 86 درجة مئوية تحت الصفر، ثم زادت لتصل إلى 31 درجة مئوية تحت الصف عند الظهر، علماً أن معدل درجة حرارة الأرض هو 15 درجة مئوية فوق الصفر. وتتغير الحرارة على المريخ بالطبع من مكان لآخر، حيث تصل إلى حوالي 10 درجات مئوية فوق الصفر عند خط الإستواء في فصلي الربيع والخريف، لكنها تنخفض إلى درجة مئوية واحدة في القطبين في فصل الصيف.