火星大氣層稀薄與其質量、引力、磁場等多種因素有關。一般來講,質量的大小影響著引力的大小,火星質量太小,引力不足以束縛大氣層中的分子,分子的逃逸速度比較快,所以導致火星大氣層稀薄。

磁場也是一大原因之一。火星磁場微弱,太陽風中的多數帶電粒子可以進入火星大氣層中,並激發大氣層中的分子能量,從而導致分子快速逃逸到外太空去。
目前尚無證據顯示最近的火星有熱點在活動,而沒有火山活動,就會導致沒有氣體的補充,所以大氣的空氣分子流失比列就會更大。
火星雖然有大氣層,但火星大氣隻有地球大氣密度的1%,其主要成分是二氧化碳,占比高達95%。火星上的空氣並不能供人直接呼吸。