尽管马斯克致力于推动人类移民火星，以使人类成为多行星生物，然而他亦需认可：火星的环境相较地球最为恶劣之处，还要严苛数百万倍。
故而，无论是马斯克，还是 NASA，皆主张在移民火星前需先行对火星加以改造，此即为所谓的火星地球化。
作为一颗距地球最近时仅为五千五百万公里的星球，凭借当下技术，从地球抵达火星仅需半年。当前，火星地表有多架火星车，火星轨道上亦有若干颗火星人造卫星，在此情形下，火星与地球的通信不存在障碍，对火星地表进行高清成像亦非难事。
在此种情形下，改造火星的首要步骤为使其大气层回归至数十亿年前的状态，且令火星地表再度形成湖泊、海洋以及河流。
当下火星的大气厚度仅为地球大气的百分之一，然而在40亿年前火星磁场存在之时，火星的大气厚度远胜于今，且火星地表全域存有液态海洋，彼时的火星堪称太阳系名副其实的宜居星球。只可惜后来火星磁场消逝，致使大气层被太阳风剥离，海洋蒸发，火星遂成如今的红色星体。
【火星地球化的第一步，是融化火星两极的冰盖】
尽管在数十亿年的时间中，太阳风致使火星的大部分水资源流失，然而仍有诸多水分以固态冰的形态封存于火星的两极区域。故而，倘若使这些冰盖融化，液态水将会在短期内再度覆盖火星表面。马斯克曾建议以核弹轰击火星两极地区，以此促使其融化。
然而，NASA明确表示此为不可行之举，缘由是运载成本过高。其提出的方案为，在火星轨道周边设置大型反射镜，将额外的太阳光定向投射至火星的南北极。如此，仅需数十年乃至更短时间，便可使火星冰盖消融。并且，此种巨型太阳光反射设备还能够促使太阳热量融入火星的大气环流，进而达成对火星气候进行小规模调控的作用。
鉴于资金因素，无论是美国国家航空航天局（NASA）还是马斯克，皆主张火星地球化需分多步施行。第一步是将火星的局部进行地球化处理，于火星冰盖周边融出一个存有液态水的区域，人类的火星基地亦将建于其旁，接着逐步拓展火星的可居住区域，直至实现对火星的全面改造。
据保守估算，欲将火星由现有的红色星球转变为如地球般的蓝色星球，至少需历经 1000 年的持续改造。然而，一旦我们对火星的改造得以成功，宇宙中诸如此类的星球便可迅速借鉴火星的经验，人类文明则会以指数式扩张的态势在宇宙中蓬勃发展。
当下的关键问题在于，当未来对火星进行大规模改造时，地球上是否有人甘愿前往火星度过一生，乃至在火星上繁衍后代，成为名副其实的火星居民。倘若届时无人愿意，人类便只能派遣人工智能机器人去改造火星，若情况不佳，火星或将沦为 AI 人工智能的领地。
【总的来说】
在太阳系的行星中，火星是改造难度相对较低的星球。尽管当下人类尚未涉足火星，但伴随未来宇航技术的发展，火星的开发必将被纳入规划，人类文明也终将演变为多行星物种的文明。
