火星土壤是在火星表面發現的精細風化層（一層松散、松散、異質的表層沉積物，覆蓋著堅硬的巖石）。 它的特性可能與陸地土壤的特性有很大不同，包括由于高氯酸鹽的存在而導致的毒性。 術語火星土壤通常指的是更細的風化層。 到目前為止，還沒有樣品返回地球，這是火星樣品返回任務的目標，但已經使用火星探測器和火星軌道器對土壤進行了遠程研究。

在地球上，土壤一詞通常包括有機物。 相比之下，行星科學家采用土壤的功能定義來將其與巖石區分開來。 巖石通常指 10 厘米和更大的材料（例如，碎片、角礫巖和裸露的露頭），具有高熱慣性，面積分數與維京紅外熱成像儀 (IRTM) 數據一致，并且在當前風力（風）條件下不動 . 因此，在溫特沃斯尺度上，巖石被歸類為超過鵝卵石大小的顆粒。

這種方法使跨火星遙感方法的協議能夠跨越從伽馬到無線電波的電磁波譜。 “土壤”是指所有其他通常未固結的材料，包括那些顆粒足夠細、可以被風吹動的材料。 因此，土壤包含在著陸點發現的各種風化層成分。 典型示例包括：床形（在流體和移動床的界面處形成的特征，例如波紋和沙丘）、碎屑（預先存在的礦物和巖石的碎片，例如沉積物沉積物）、結核、漂移物、灰塵、巖石碎片 , 和沙子。 該功能定義強化了最近提出的地球體（包括小行星和衛星）土壤的通用定義，即超過厘米級厚度的細粒礦物或有機材料的未固結和化學風化表層，有或沒有粗元素和膠結部分。

火星塵埃通常意味著比火星土壤更精細的物質，即直徑小于 30 微米的部分。 由于文獻中缺乏完整的土壤概念，因此對土壤定義的意義存在分歧。 植物生長的實用定義介質已在行星科學界普遍采用，但更復雜的定義將土壤描述為行星體表面的（生物）地球化學/物理改變材料，包括地表外的大地沉積物。 該定義強調，土壤是一種保留有關其環境歷史信息且不需要生命存在即可形成的物體。

由于含氯的高氯酸鹽化合物濃度相對較高，因此火星土壤是有毒的。 元素氯最早是在旅居者火星探測器的局部調查中發現的，并已被勇氣號、機遇號和好奇號證實。 火星奧德賽軌道飛行器還在行星表面檢測到高氯酸鹽。

美國宇航局鳳凰號著陸器首先檢測到氯基化合物，如高氯酸鈣。 在火星土壤中檢測到的濃度約為 0.5%，該濃度被認為對人體有毒。 這些化合物對植物也有毒。 2013 年的一項陸地研究發現，與火星上發現的濃度水平（每升 0.5 克）相似的濃度會導致：

• 植物葉片中葉綠素含量顯著下降，
• 降低植物根部的氧化能力
• 減少地上和地下工廠的規模
• 葉子中高氯酸鹽的積累

該報告指出，所研究的一種植物鳳眼蓮似乎對高氯酸鹽具有抵抗力，可用于幫助去除環境中的有毒鹽分，盡管植物本身最終會因此含有高濃度的高氯酸鹽 .有證據表明，一些細菌生命形式能夠通過對高氯酸鹽濃度增加的生理適應來克服高氯酸鹽，有些甚至以它們為生。

然而，到達火星表面的高水平紫外線的附加作用會破壞分子鍵，產生更多危險的化學物質，在地球上的實驗室測試中，這些化學物質比單獨的高氯酸鹽對細菌的殺傷力更大。

美國宇航局早就認識到火星細塵對人類健康的潛在危害。 2002 年的一項研究警告了潛在的威脅，并使用在火星上發現的最常見的硅酸鹽進行了一項研究：橄欖石、輝石和長石。