長期以來，火星一直被認為是一顆「死寂」的行星，被稱為「紅色星球」。其幹燥、寒冷的環境條件被認為不適宜生命存在。
火星上的水迴圈則受制於多種因素，且大氣層中的水汽含量極低，且幾乎不會形成雲和降雨。
火星大氣層中的水汽含量很低，且大氣密度很小，地表溫度低，一般情況下，液態水在火星表面上很難存在。
但是，火星上的地下水冰作為一種固態水，卻可以在較淺的地下凝結形成。這是因為，火星表面溫度較低，地下溫度比較高，使得地下水在一定條件下可以凝結成冰。
具體來說，火星地下水冰的形成可能有以下兩種途徑：一種途徑是，火星地下水冰的形成與火星地殼的熱狀態有關。
火星內部的熱量主要來自於行星形成過程中的內部熱量和火星表面吸收太陽放射線的熱量。火星內部熱量的來源主要是放射性元素的衰變和火星內部地球熱流的作用。
在這種作用下，火星地殼以下地層的溫度相對較高，從而使得地下水在一定條件下凝結成冰。火星地下水冰的形成過程，實際上是火星地殼熱狀態演化的結果。
另一種途徑是，火星地下水冰的形成可能還與火星地質構造和火星大氣壓力變化有關。
火星地殼的熱狀態受火星地質構造的影響，地殼較薄，熱量傳導能力較弱，地熱條件較好，地熱梯度較大。
地殼內部的高溫區域主要分布在火星南部和北部，低溫區域主要分布在火星赤道附近。火星地下水冰的分布範圍，可能受到火星地質構造的制約，不會像地球上那樣廣布分布，而呈現為點、線狀分布。
火星上的水資源是一個極其稀缺的資源。火星上的水資源更是集中在極少數地方。
一方面，火星的地表幾乎沒有水，即使有水，也大多以冰的形式存在。另一方面，火星大氣層中的水汽含量極低，地下水更是難以獲取。正是由於這種特殊性，長期以來被認為不可能存在生命。
人們一直認為，地球上的生命是由水所孕育的。因此，地球之外的星球上是否存在水，是判斷其是否存在生命的一個重要線索。
對於火星這樣的近鄰星球，更是人類探索外太空的首選目標。
對火星的探索，可以追溯到19世紀末。1894年，美國億萬富翁佩吉斯在其遺囑中留下資金，要求用於尋找火星的外星生命。
這被認為是有記載以來第一次提出火星探測的設想。受當時技術條件的限制，這一設想並未變為現實。
1950年代初，隨著火箭技術的突飛猛進，人類首次擁有了真正可望到達太空的能力。在美國和蘇聯的競賽中，火星探測成為各國航天大國的重要目標之一。
此後，美國、蘇聯、歐洲空間局、日本宇宙航空研究開展了多次火星探測嘗試，其中有不少載人航天計劃的試驗任務也與火星探測緊密相連。
上世紀60年代開始，美國和蘇聯率先發射了多批火星探測車，為人類初步揭開了火星的面紗。
上世紀70年代，美國「維京」號和蘇聯「火星22」號探測器相繼成功飛抵火星，實作了人類探測火星的零的突破。
由於當時的技術條件限制，這兩次探測器的任務時間較短，科學目標和科學載荷相對較少，探測器的資訊獲取能力有限，探測數據傳回地球的時間也較長，僅能完成火星的近距離飛行和簡單成像探測，未能對火星進行深入觀測，更不用說實施精細化探測。
1988年，蘇聯「花園號」探測器發射失敗，這也標誌著上個世紀80年代後期，蘇聯火星探測計劃宣告結束。
此後，美國、歐洲空間局、日本等國家和地區的航天探測活動進入低谷期，火星探測行程陷入停滯。
2011年，美國國家航空暨太空總署「好奇號」火星車的著陸點位於火星赤道附近的格爾西奧撞擊坑中，這一地區是火星上最大的撞擊坑之一。
好奇號著陸後，科學家發現，火星表面的一些巖石中含有水分子。這一發現，被視為迄今為止最有力的火星水證據之一。
2015年9月28日，美國國家航空暨太空總署「洞察號」探測器在火星上成功著陸。作為火星探測的重要一環，著陸器上搭載的「熱流探測儀」首次在火星表面開展了水分探測工作。
熱流探測儀利用一根長約1.8公尺的柔性探針，成功鉆取火星表面約3公尺深處，探測到地下存在水冰。這一發現，為科學家們提供了更加直接的證據，有力地支持了火星地下水資源的存在。
2021年2月15日，中國成功向火星發射了「天問一號」探測器，開啟了中國探索火星的新篇章。7個月後，「祝融號」火星車成功軟著陸，標誌著中國成為繼美國、蘇聯之後，第三個成功實施火星著陸任務的國家。
「祝融號」火星車是中國第一輛登陸火星表面的太空車，也是目前行駛在火星表面最新的太空車。它由於是首次實施任務，所以大小和品質都比較小：高1.85公尺、重240公斤，搭載八輪移動裝置、中繼通訊天線、太陽能電池板、運動平台、動力系統、遙感相機、微波放射線計、風速儀、震動傳感器等裝置。
「祝融號」火星車已經順利完成預定的任務，對火星地表環境、氣候、地質構造等多個方面進行了深入研究。它還利用自身搭載的科學儀器，分析了大量土壤和巖石樣本。
火星的液態水發現不僅讓我們對外星生命的探索充滿期待，也為未來的科學研究提供了新方向。
