Phobos y Deimos son lunas marcianas. Se encuentran entre las lunas más pequeñas conocidas del sistema solar, con diámetros medios de 22.2 km y 12.6 respectivamente. Fobos orbita muy cerca de la superficie marciana, con una altitud de solo 6000 km (3728 mi). Esto es elevado en comparación con, digamos, la Estación Espacial Internacional, que orbita a unos 350 km (217 millas) sobre la superficie de la Tierra, pero es la luna en órbita más cercana de cualquier planeta importante conocido hasta ahora. Fobos orbita Marte cada siete horas y media, en comparación con la Estación Espacial Internacional que orbita la Tierra cada hora y media.
Desde la superficie marciana, se puede observar a Fobos en tránsito por el Sol, cubriendo aproximadamente el 20% del disco. Deimos, de tamaño similar a Fobos pero significativamente más distante, orbitando a 23,460 km (14,577 millas) sobre la superficie marciana, solo aparece como un punto negro que transita por el Sol, lo que ocurre con regularidad. Ambos eventos de tránsito han sido observados por rovers en la superficie de Marte.
Fobos y Deimos no son lo suficientemente masivos para estar en equilibrio hidrostático, es decir, esféricos. Fobos tiene una forma tan irregular y está tan profundo en el pozo de gravedad de Marte que la gravedad en su superficie varía hasta en un 450%. Su velocidad de escape es de solo 11 m / s, esto es demasiado alto para que un humano salte de su superficie, ya que los saltos humanos más rápidos son solo de aproximadamente 2 m / s, pero un cohete débil o incluso un resorte en espiral sería suficiente. Incluso podría instalar una rampa y conducir un automóvil lo suficientemente rápido como para lograr la velocidad de escape, siempre que pudiera suministrar oxígeno para su motor de combustión.
Fobos está cubierto de extraños surcos y un gran cráter llamado Stickney, en honor a la esposa de su descubridor, Asaph Hall, astrónomo principal del Observatorio Naval de Estados Unidos a finales del siglo XIX. La detección de las lunas marcianas requirió un telescopio de 19 cm / 66 pulgadas, el más grande del mundo en ese momento. Las imágenes de mayor resolución de Fobos y Deimos hasta la fecha fueron tomadas por el Mars Global Surveyor, que entró en la órbita marciana en 26 y con el que se perdió el contacto en 1997.