ตามความเข้าใจในปัจจุบันเกี่ยวกับความสามารถอยู่อาศัยได้ของดาวเคราะห์ หรือความสามารถที่โลกใดโลกหนึ่งมีภาวะการณ์ทางสิ่งแวดล้อมเจริญพัฒนาขึ้นจนชีวิตอุบัติขึ้นได้ เช่นดาวเคราะห์ที่เอื้อให้มีน้ำของเหลวอยู่บนพื้นผิว เกณฑ์ที่ต้องการโดยมากคือวงโคจรของดาวเคราะห์นั้นต้องอยู่ในเขตอาศัยได้ ซึ่งในกรณีของดวงอาทิตย์คือตั้งแต่แถบพ้นจากดาวศุกร์ออกไปจนถึงระยะประมาณกึ่งแกนเอกของดาวอังคาร[170] ระหว่างการเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด ดาวอังคารได้ล่วงเข้าไปในเขตนี้ แต่ด้วยความที่มีบรรยากาศเบาบาง ความกดอากาศที่ต่ำเป็นอุปสรรคไม่ให้น้ำของเหลวปกคลุมภูมิประเทศเป็นบริเวณกว้างได้ในช่วงระยะเวลาที่นานพอ การไหลของน้ำของเหลวในอดีตเป็นเครื่องพิสูจน์ว่าดาวอังคารมีศักยภาพสำหรับการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต หลักฐานที่พบใหม่บางประการชี้ว่าน้ำบนผิวดาวอังคารนั้นอาจจะเค็มเกินไปและมีความเป็นกรดมากเกินไปที่จะค้ำจุนสิ่งมีชีวิตโลกโดยทั่ว ๆ ไปได้[171]

การปราศจากสนามแม่เหล็กและบรรยากาศที่เบาบางอย่างยิ่งของดาวอังคารเป็นปัญหาที่ท้าทาย ดาวเคราะห์เองมีการถ่ายเทความร้อนผ่านพื้นผิวที่ต่ำ การป้องกันอันย่ำแย่ต่อการกระหน่ำโจมตีของลมสุริยะ และความอ่อนด้อยของความดันบรรยากาศจนไม่อาจกดน้ำลงมาให้อยู่ในสภาพของเหลวเพราะน้ำแข็งจะระเหิดไปจนหมด กล่าวได้ว่าดาวอังคารนั้นจวนที่จะตายหรือไม่ก็อาจจะตายไปแล้วในทางธรณีวิทยา เพราะการจบสิ้นลงของกิจกรรมภูเขาไฟย่อมเป็นที่ประจักษ์ว่าการแปรใช้ใหม่ของแร่ธาตุตลอดจนองค์ประกอบเคมีต่าง ๆ ระหว่างพื้นผิวกับบริเวณภายในดาวเคราะห์นั้นย่อมต้องจบสิ้นไปด้วย[172]

หลักฐานบ่งบอกว่าครั้งหนึ่งดาวอังคารมีความเป็นมิตรต่อการอยู่อาศัยมากกว่าในทุกวันนี้อย่างมาก แต่จะมีสิ่งมีชีวิตดำรงสืบต่อมาบนดาวหรือไม่นั้นยังไม่มีคำตอบที่แน่ชัด ยานสำรวจไวกิงในช่วงกลางคริสต์ทศวรรษ 1970 มีอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อตรวจหาจุลินทรีย์ต่าง ๆ ในดินของดาวอังคาร ณ บริเวณลงจอดของแต่ละยานและต่างก็ได้ผลลัพธ์เป็นบวก รวมถึงการผลิต CO2 เพิ่มขึ้นเป็นครั้งคราวเมื่อได้สัมผัสกับน้ำและสารอาหาร สัญญาณของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ภายหลังได้ถูกโต้แย้งโดยนักวิทยาศาสตร์จำนวนหนึ่ง ผลที่ได้ยังคงเป็นที่อภิปรายถกเถียงเรื่อยมา โดยนักวิทยาศาสตร์นาซา กิลเบิร์ต เลวิน ยืนยันว่ายานไวกิงอาจตรวจพบสิ่งมีชีวิต การวิเคราะห์ข้อมูลจากไวกิงซ้ำอีกครั้งภายใต้องค์ความรู้ใหม่ในปัจจุบันเกี่ยวกับอิกซ์ตรีโมไฟล์รูปแบบต่าง ๆ ชี้ว่า การทดสอบโดยไวกิงไม่ได้ละเอียดซับซ้อนเพียงพอที่จะตรวจหารูปแบบสิ่งมีชีวิตเช่นนี้ ตัวการทดสอบเองยังอาจแม้กระทั่งฆ่าสิ่งมีชีวิต (ตามสมมติฐาน) เหล่านั้นไปเสียด้วยซ้ำ[174] ปฏิบัติการทดสอบโดยยานส่วนลงจอด ฟีนิกซ์ แสดงให้ทราบว่าดินมีค่าพีเอชเป็นด่าง ประกอบด้วยแมกนีเซียม โซเดียม โพแทสเซียม และคลอไรด์[175] ลำพังสารอาหารในดินอาจสามารถเกื้อหนุนสิ่งมีชีวิตได้ แต่สิ่งมีชีวิตยังคงต้องได้รับการป้องกันจากแสงอัลตราไวโอเลตอย่างเข้ม[176] การวิเคราะห์ล่าสุดเกี่ยวกับอุกกาบาตดาวอังคาร EETA79001 พบ ClO4- 0.6 ส่วนในล้านส่วน ClO3- 1.4 ส่วนในล้านส่วน และ NO3- 16 ส่วนในล้านส่วน เกือบทั้งหมดน่าจะมีที่มาจากดาวอังคารโดยตรง การมี ClO3- ชี้ว่าน่าจะมีสารประกอบออกซิเจน-คลอรีนที่สภาพออกซิไดซ์สูงชนิดอื่น อย่างเช่น ClO2- หรือ ClO ด้วย ทั้งสองถูกสร้างขึ้นโดยปฏิกิริยาออกซิเดชันของคลอรีนโดยรังสียูวี และการแตกสลาย ClO4- ด้วยรังสีเอกซ์ ด้วยเหตุนี้รูปแบบอินทรีย์หรือสิ่งมีชีวิตที่ทนทานและได้รับการป้องกันอย่างดี (ใต้พื้นผิว) เท่านั้นที่อาจอยู่รอดมาได้[177]

นอกเหนือจากนี้ การวิเคราะห์ใหม่จากข้อมูลของห้องปฏิบัติการเคมีเปียกของยาน ฟีนิกซ์ แสดงให้เห็นว่า Ca(ClO4)2 ในดินตรงที่ยาน ฟีนิกซ์ อยู่ไม่ได้มีปฏิสัมพันธ์กับน้ำของเหลวไม่ว่าจะรูปแบบใด ๆ อาจเป็นระยะเวลายาวนานถึง 600 ล้านปี เพราะหากว่ามีน้ำ สาร Ca(ClO4)2 ซึ่งละลายได้ดีมากเมื่อได้สัมผัสกับน้ำของเหลวย่อมเปลี่ยนไปเกิดเฉพาะ CaSO4 ขึ้น ผลที่ได้จึงเป็นเครื่องบ่งบอกถึงการมีสภาพแวดล้อมแห้งแล้งอย่างสาหัสโดยมีน้ำเล็กน้อยหรือไม่มีเลยที่จะมาปฏิสัมพันธ์ด้วย[178]

นักวิทยาศาสตร์บางส่วนเสนอว่าเม็ดคาร์บอเนตเล็ก ๆ ที่พบในอุกกาบาตเอแอลเอช 84001 ซึ่งคาดว่ามาจากดาวอังคารนั้น อาจเป็นซากจุลชีพดึกดำบรรพ์ที่หลงเหลืออยู่บนดาวอังคารเมื่อก้อนอุกกาบาตระเบิดกระเด็นออกมาจากพื้นผิวดาวอังคารโดยการพุ่งชนของดาวตกเมื่อราว 15 ล้านปีก่อน ข้อเสนอดังกล่าวยังคงเป็นที่เคลือบแคลง และยังมีการเสนอว่ารูปแบบที่เห็นอาจมีต้นกำเนิดแบบอนินทรีย์ที่พิเศษออกไปก็ได้[179]

การตรวจพบทั้งมีเทนและฟอร์มาลดีไฮด์ปริมาณเล็กน้อยโดยยานโคจรรอบดาวอังคารล้วนถูกนำไปอ้างเป็นหลักฐานสนับสนุนความเป็นไปได้ว่ามีสิ่งมีชีวิต เนื่องจากสารประกอบเคมีทั้งคู่จะแตกสลายไปอย่างรวดเร็วในบรรยากาศของดาวอังคาร[180][181] ในอีกทางหนึ่ง สารเหล่านี้อาจมีการผลิตทดแทนโดยภูเขาไฟหรือกระบวนการทางธรณีวิทยาอื่น เช่น การสร้างเซอร์เพนทีน[144]

อุลกมณีซึ่งเกิดขึ้นภายหลังดาวตกพุ่งชนในกรณีของโลกนั้นสามารถเก็บร่องรอยของสิ่งมีชีวิตไว้ได้ มีรายงานการพบอุลกมณีบนพื้นผิวของหลุมอุกกาบาตบนดาวอังคาร[182][183] ในทำนองเดียวกัน แก้วที่พบในหลุมอุกกาบาตบนดาวอังคารก็อาจเก็บรักษาร่องรองบางอย่างของสิ่งมีชีวิตไว้หากสถานที่นั้นเคยมีสิ่งมีชีวิตอยู่[184][185][186]