O conhecimento atual do interior de Marte foi inferido a partir dos dados de sua superfície e do planeta como um todo transmitidos pelas inúmeras naves espaciais que foram enviadas.

A massa de Marte é cerca de 10% da massa da Terra e sua densidade 25% menor que a da Terra. A partir destes dados esperava-se uma composição interna semelhante à da Terra, com um núcleo um pouco menor. Os resultados mostraram que no seu núcleo existe maior concentração de materias leves. Essa concentração é menor que a do núcleo da Terra, mas maior que o da Lua.

Estima-se que seu núcleo tenha de 1.300 a 2.400 km de raio. Caso seja composto só de ferro deve ter 1.300 km mas caso sua composição seja uma combinação de ferro com enxôfre não deve ter mais de 2.400 km. A ausência total de um campo magnético global indica que provávelmente o núcleo não seja líquido. Como Marte é menor que a Terra, seu núcleo deve ter esfriado mais depressa que o da Terra. A verdade é que não sabemos ainda muito a respeito do interior de Marte.

O manto deve ser composto de material rochoso derretido, um pouco mais denso que o da Terra, coberto por uma fina crosta. Há evidências que a crosta de Marte tenha 80 km de espessura no Hemisfério Sul e apenas 35 km no Hemisfério Norte..

Não existem ainda evidências que comprovem que a crosta do planeta esteje dividida em grandes placas e que estas se desloquem umas com relação às outras, como no caso da tectônica de placas da Terra. Existem movimentos de pequena escala que deram origem a alguns sistemas, como por exemplo o Valles Marineris.

Levantamentos magnéticos de Marte revelaram intensos campos principalmente no Hemisfério Sul. As regiões se apresentam na forma de faixas resultante talvez de movimentos da crosta. Essas bandas são orientadas na direção este-oeste e tem 160 km de largura por 1.000 km de extensão. As falsas cores azul e vermelho representam os campos de maior intensidade, sendo o vermelho positivo e o azul negativo. Sua intensidade não é superior a 1.500 nT. ( MGS Magnetometer Team led by Mario Acuna, Goddard Space Flight Center, NASA)

Hoje sabemos que a maior parte das rochas do Hemisfério Sul de Marte, que é o hemisfério onde estão situadas as rochas mais velhas do planeta, se solidificaram há cerca de 4 bilhões de anos. Quando isso aconteceu, elas mantiveram a orientação do campo magnético existente na época. Rochas mais jóvens não mostram evidências de que havia um campo magnético quando se solidificaram. Isto significa que o campo magnético global de Marte só existiu durante as primeiras centenas de milhões de anos do planeta.

Isso quer dizer que até essa época a temperatura no núcleo deveria ter sido suficientemente elevada para que o ferro lá existente desse origem a um dínamo magnético. O campo magnético de Marte nessa época deveria ser de um décimo do valor do campo terrestre. Não sabemos porque o campo magnético marciano desapareceu.