De todos los planetas del sistema solar además de la Tierra, la vida en Marte parece más probable, aunque la probabilidad es pequeña, probablemente menos del 1%. Los astrónomos han especulado sobre la posibilidad desde que vieron «canales» en Marte con los primeros telescopios, además de vislumbrar la presencia de casquetes polares. La oleada de entusiasmo que los «canales» de Marte generaron tras su descubrimiento dio origen a la noción de cultura popular de los marcianos. Eventualmente se hizo obvio que estos canales eran formaciones naturales, pero la especulación sobre la vida en Marte continuó de todos modos.
La búsqueda directa de vida en Marte comenzó en la década de 1970, cuando los módulos de aterrizaje Viking fueron enviados allí, y su misión principal fue el análisis del suelo marciano para detectar microorganismos. No encontraron ninguno, ni siquiera moléculas orgánicas. Un módulo de aterrizaje más reciente, Phoenix, llegó a Marte en 2008 con equipos más sensibles y repitió las pruebas, sin encontrar nada nuevamente. Es probable que las pruebas exhaustivas tengan que esperar hasta la visita humana y la colonización a largo plazo de Marte, lo que podría no suceder hasta 2050 o más.
Aunque no se detectó vida en la superficie de Marte en estas misiones, estos hallazgos no son definitivos. Algunos científicos utilizaron técnicas similares para probar la vida en los valles secos de McMurdo en la Antártida, que se sabe que poseen microorganismos, y dieron resultados negativos, lo que sugiere que se requerirán diferentes enfoques para verificar completamente los resultados de Viking y Phoenix. Independientemente, estas pruebas habrían perdido vida debajo de la superficie. En 2007, se calculó que la vida basada en ADN o ARN no podría sobrevivir durante mucho tiempo a menos de 7.5 metros (25 pies) por debajo de la superficie debido a la gran afluencia de rayos cósmicos. Por lo tanto, la ubicación más probable de vida en Marte aún no está marcada.
La evidencia más definitiva que tenemos actualmente de que de hecho puede haber microorganismos marcianos subsuperficiales es la observación de metano en la atmósfera de Marte. En la Tierra, el metano casi siempre proviene de una fuente biológica, pero otros procesos pueden crear metano, generalmente vulcanismo o actividad hidrotermica. Algunos otros procesos no biológicos raros pueden crear metano, como la serpentinización. La presencia de metano en la atmósfera marciana indica que algo lo está produciendo continuamente, ya que el metano se degrada rápidamente en el sol marciano. La falta de vulcanismo o géiseres hidrotermales de Marte hace que sea poco probable que el metano se haya generado de esta manera. Por lo tanto, parece que la fuente es un proceso no biológico raro o una bacteria metanogénica del subsuelo.
Al final, la respuesta es que todavía no estamos seguros.