火星土壤的主要元素是氧，其含量约占50％，硅为15～30％,铁为15～16％,铝为2～7％，钙为3～8％及少量的钾、磷、硫、氯、钽、铬、镁、钴、镍、铜等。硫的含量(2.6～3.1％)比地壳的平均含量高1～2个数量级，钾的含量低于0.25％，铷、锶、钇及锆的含量比大多数地球火成岩低得多。火星土壤的化学成分以高铁、中等的镁、钙及硫和较低的铝为特征，它的化学组成并不代表原岩的成分，很可能是镁铁火成岩发生各种化学、风化作用的产物，根据矿物成分的计算，火星土壤是80％的富铁粘土,约10％的
硫酸镁,约5％的碳酸盐及约5％的
氧化铁组成的混合物,该混合物的矿物组成相当于59.1%的绿脱石、21.7％的
蒙脱石、11.8％的水镁矾、1%的石盐，约0.5％的TiO2及5.9％的
方解石。
内部构造 火星约在46亿年以前形成，之后分异形成Fe-FeS核，并有钾进入硫化铁中。由于40K的衰变提供热源，故在火星早期分异和形成核时并不要求高的初始温度。按火星的密度和平衡凝聚模型估算，火星壳厚约为200公里，富铁的
硅酸盐幔约为1200公里,平均火星核半径约为1900公里，火星表面的热流值为43尔格／（厘米2·秒），热历史的计算表明,火星的
岩浆及构造活动在其演化的早期阶段就开始了，但最强烈的活动期可能发生于最近20亿年。