尽管NASA已经确定火星上有水，现在连氧气也有了，但人类想要登上火星，还有很多步要走了。
对于火星，人们都寄予了很大的期望，希望可以有一天让人类可以移居在上面，然后继续繁衍发展。
火星的环境
火星表面的土壤中含有大量氧化铁，由于长期受紫外线的照射，铁就生成了一层红色和黄色的氧化物。夸张一点说，火星就像一个生满了锈的世界。火星大气层很薄，表面平均气压约为地球的0.75%。成分为95%的二氧化碳，3%的氮气，1.6%氢气，还有很少的氧气、水汽、一氧化碳、氖、氪和氙等。由于火星距离太阳比较远，所接收到的太阳辐射能只有地球的43％，因而地面平均温度大约比地球低30多摄氏度，昼夜温差可达上百摄氏度。在火星赤道附近，最高温度可达20℃左右。虽然二氧化碳量是地球之数倍，但因缺乏水汽，所以温室效应只有10℃，比地球的33℃低。
另外，由于火星的自转轴有明显倾斜，亦有明显的四季变化，不过一季约为地球的两倍长。
总的来说，火星环境相对地球来说，确实恶劣不少，但相对其他行星确实是好太多了。但是这样的环境，人类还是不能够直接生存的，必须要改造火星的大气让人类可以生存。
改造火星
火星环境改造是一项世纪大工程，甚至是一项空前绝后的大工程，为这项世纪工程所要投入的人力、物力和财力都是无法估量，为完成这项工程所需要的时间不是十几年或几十年，而是几百年或上千年。那么如何改造火星环境？
科学家建议分两步走：1）生态系统形成；2）地球环境形成。
所谓生态系统形成，就是在不毛之地的火星表面形成一个无氧的生物圈。要形成无氧的生物圈，火星还须有充足的液态水，到达火星表面的紫外线要大大减少，大气中要逐渐增加氧和氮的含量。
对火星环境改造的一个有利条件是上述这些工作是互相影响的，在某种程度上形成一种正反馈。例如当大气的密度和厚度增加时，它既可以减少紫外线辐射，又可以产生温室效应，提高火星表面的温度；当火星表面温度提高时，可以融化北极的水冰，甚至融化永冻土中的冰，因而可以部分解决液态水的问题。
火星环境改造工程首先是从提高其表面温度开始。办法有两种：直接加温法和间接加温法。
所谓直接加温法就是使用物理学的办法在火星的局部加温，具体方法有太阳反射镜、小行星撞击和在火星上进行核爆炸。间接加温法包括减少火星极冠的反射率，让极冠吸收较多的太阳光，从而达到提高温度的目的。
生态系统形成阶段结束后将进入地球环境形成阶段。地球环境形成阶段的最终目标是在火星上形成一个与地球完全相似的生物圈，能够适合于人类的居住。
地球环境形成阶段的第一步是在火星的某些条件稍好的地方引进地球上的微生物。首批引进的微生物必须是所谓的光能自养生物。这种光能自养生物的特点是能利用太阳光作为能源，在代谢过程中不需要复杂的有机物。为了保障从地球上引进的生物能在火星上存活，并适应火星上的恶劣环境，必须用转基因技术培育出新的品种。因为目前还没有一种微生物能适应火星环境。
在火星上引进地球的微生物后，可以改变火星大气的成分，特别是增加氮的含量。但是火星环境要适合人类的居住，首先是要有氧，因此在成功地引进微生物后，就应该在火星上种植植物。因为只有植物才能将火星大气中的二氧化碳转变成氧。首批在火星上生长的植物可能也是转基因技术的产物。因为一般植物是不可能在富于二氧化碳和差不多完全缺氧的环境中生长发育。另外，这种植物要么自己授粉，要么由风授粉，不能由昆虫授粉。因为在这种情况下还没有昆虫。
火星上引进了微生物和植物之后，还要引进动物。一旦火星上有了较多的氧气，并且温度和湿度都比较适宜时，要大量种植植物和繁殖动物。不仅数量要多，而且品种也要多，要使火星上的生物跟地球上的一样具有多样性。生物多样性对于保障火星生物圈的稳定极为重要。
只有当人类大量移民到火星以后，火星上的生物圈才能迅速发展成跟地球的一样。在火星环境改造过程中，当然会有越来越多的人到火星，但主要是临时性的去工作，而不是永久性的去定居。当大量移民在火星上定居时，人类的生产和生活将加速火星环境的改造，从而使火星真正成为人类的第二故乡。
科学家们估计，如果生态系统形成阶段需要一个世纪的时间，部分地球环境形成可能需要几个世纪的时间，而火星上全部地球环境形成，可能需要更长的时间。因此如果实现整个火星的环境改造，使其环境跟现在的地球完全一样，前后大约需要1千年。这确实是一段不短的时间。可是在地球形成的早期，仅从无氧环境通过光合作用变成有氧环境，就花费了10万年。而人类仅用1千年就将火星改造成跟地球一样，相比之下这段时间不算太长。
火星环境改造的快速方法
不管怎么说，用几个世纪甚至一千年的时间来对火星进行改造，不仅速度太慢，而且时间也太长。这种猴年马月的事情，即使对火星环境改造最热心的人也会大失所望、灰心丧气。有没有改造速度更快、花费时间更短一些的办法？
科学家设想，将一些直径为250千米的巨大反光镜放置在距火星32万千米处，利用这些镜子反射太阳辐射从而提高火星的表面温度。这些巨大反光镜的重量将达20万吨，这意味着它们体形太大而无法从地球发射。不过，人们有可能可以利用在太空中找到的材料来建造这些反光镜。
如果把这样大小的镜子对准火星，它可以把小范围内的表面温度提高几摄氏度。想法是这样的：通过反光镜将阳光集中反射到火星两极的冰盖上，使那里的冰融化，释放出人们认为储存在冰内的二氧化碳。多年之后，气温上升将导致氯氟烃等温室气体的释放。
此外，还可以利用温室气体生产厂来留住太阳辐射，更大胆的建议是利用含有大量氨的小行星撞击火星来增加温室气体的含量。
虽然我们在本世纪内就可以到达火星，但是火星环境地球化这一想法的完全实现却可能需要几千年的时间。但这是我们的火星任务，是我们必须完成的。
在地球我们人类就算在山丘、沙漠或是火山附近都可以依靠温室控制温度及大气压力来种植，但在火星上的压力只有地球的十分之一，而就算如法炮制在火星上建造了温室，我们也还不知道在火星上的重力会如何影响植物。
火星上有着比地球还要多100万立方千米的水，但大部分都是冰，除非火星的温度能够升高 (例如在赤道附近的地区) ，并让冰融化成水产生温室效应，我们才有办法直接在上面种植农作物，如此一来才能透过植物制造更多的氧气。