人们把火星南北两极都覆盖着白色的冠状物叫火星极冠。多年的观测表明，它们的大小随季节而变化，不论是火星南极还是北极，这些冠状物都在各自所属的半球进入冬季时开始扩大，而在夏季时缩小。

空间探测器已经肯定：极冠中既有由水凝结成的冰，也存在着由二氧化碳在低温下凝结成的干冰，它是水冰和干冰的混合物。据估计，极冠中保存着的二氧化碳，大体上只及空气中的２０％；所保存的水分则比大气中要多。科学家们估计，如果这些冰全部融化，足以在火星表面形成一个１０多米厚的水层。

火星极冠并不是一整块的，而是分层的，其周边呈台阶式，可能是因为火星上冷暖交替，使得极冠的融化和冻结也不断交替而形成的。