Dintre toate planetele din sistemul solar, în afară de Pământ, viața pe Marte pare cea mai probabilă, chiar dacă șansa este mică, probabil mai mică de 1%. Astronomii au speculat despre această posibilitate încă de când au văzut „canale” pe Marte cu telescoapele timpurii, precum și au întrezărit prezența calotelor glaciare. Fluxul de entuziasm pe care „canalele” lui Marte a generat-o la descoperirea lor a dat naștere noțiunii de cultura populară de marțieni. În cele din urmă a devenit evident că aceste canale erau formațiuni naturale, dar speculațiile despre viața de pe Marte au continuat oricum.
Căutarea directă a vieții pe Marte a început în anii 1970, când aterizatorii vikingi au fost trimiși acolo, misiunea lor principală fiind analiza solului marțian pentru microorganisme. Nu au găsit niciunul, inclusiv nici molecule organice. Un dispozitiv de aterizare mai recent, Phoenix, a sosit pe Marte în 2008 cu echipamente mai sensibile și a repetat testele, din nou negăsind nimic. Testele ample vor trebui probabil să aștepte până la vizitarea umană și colonizarea pe termen lung a lui Marte, ceea ce s-ar putea să nu aibă loc până în 2050 sau mai mult.
Chiar dacă în aceste misiuni nu a fost detectată nicio viață de suprafață pe Marte, aceste constatări nu sunt definitive. Unii oameni de știință au folosit tehnici similare pentru a testa viața în văile uscate McMurdo din Antarctica, despre care se știe că posedă microorganisme, și au rezultat negativ, sugerând că vor fi necesare abordări diferite pentru a verifica pe deplin rezultatele Viking și Phoenix. Oricum, aceste teste ar fi ratat viața de sub suprafață. În 2007, s-a calculat că viața bazată pe ADN sau ARN nu va putea supraviețui mai mult de 7.5 metri (25 ft) sub suprafață din cauza afluxului mare de raze cosmice. Prin urmare, locația cea mai probabilă a vieții pe Marte este încă necontrolată.
Cea mai definitivă dovadă pe care o avem în prezent că ar putea exista într-adevăr microorganisme marțiane subterane este observarea metanului în atmosfera lui Marte. Pe Pământ, metanul provine aproape întotdeauna dintr-o sursă biologică, dar alte procese pot crea metan – de obicei vulcanism sau activitate hidrotermică. Câteva alte procese rare nonbiologice pot crea metan, cum ar fi serpentinizarea. Prezența metanului în atmosfera marțiană indică faptul că ceva îl produce continuu, deoarece metanul se descompune rapid în soarele marțian. Lipsa de vulcanism sau gheizere hidrotermale a lui Marte face să fie puțin probabil ca metanul să fi fost generat în acest mod. Astfel, se pare că sursa este fie un proces nebiologic rar, fie bacterii metanogene subterane.
Până la urmă, răspunsul este că suntem încă nesiguri.