Από όλους τους πλανήτες του ηλιακού συστήματος εκτός από τη Γη, η ζωή στον Άρη φαίνεται πιο πιθανή, παρόλο που η πιθανότητα είναι μικρή, πιθανώς λιγότερο από 1%. Οι αστρονόμοι έχουν εικασίες σχετικά με την πιθανότητα από τότε που είδαν «κανάλια» στον Άρη με πρώιμα τηλεσκόπια, καθώς και την παρουσία παγωμένων καλυμμάτων. Η αναταραχή του ενθουσιασμού που προκάλεσαν τα «κανάλια» του Άρη με την ανακάλυψή τους γέννησε τη δημοφιλή κουλτούρα των Αρειανών. Τελικά έγινε φανερό ότι αυτά τα κανάλια ήταν φυσικοί σχηματισμοί, αλλά οι εικασίες για τη ζωή στον Άρη συνεχίστηκαν ούτως ή άλλως.
Η άμεση αναζήτηση ζωής στον Άρη ξεκίνησε τη δεκαετία του 1970, όταν στάλθηκαν εκεί τα προσεδάφια Viking, με κύρια αποστολή την ανάλυση του εδάφους του Άρη για μικροοργανισμούς. Δεν βρήκαν κανένα, συμπεριλαμβανομένων κανενός οργανικού μορίου. Ένα πιο πρόσφατο προσεδάφιο, το Phoenix, έφτασε στον Άρη το 2008 με πιο ευαίσθητο εξοπλισμό και επανέλαβε τις δοκιμές, χωρίς να βρει τίποτα. Οι εκτεταμένες δοκιμές πιθανότατα θα πρέπει να περιμένουν μέχρι την ανθρώπινη επίσκεψη και τον μακροπρόθεσμο αποικισμό του Άρη, κάτι που μπορεί να μην συμβεί μέχρι το 2050 ή περισσότερο.
Παρόλο που δεν εντοπίστηκε επιφανειακή ζωή στον Άρη σε αυτές τις αποστολές, αυτά τα ευρήματα δεν είναι οριστικά. Μερικοί επιστήμονες χρησιμοποίησαν παρόμοιες τεχνικές για να δοκιμάσουν τη ζωή στις κοιλάδες McMurdo Dry της Ανταρκτικής, που είναι γνωστό ότι διαθέτουν μικροοργανισμούς, και κατέληξαν αρνητικά, υποδηλώνοντας ότι θα απαιτηθούν διαφορετικές προσεγγίσεις για την πλήρη επαλήθευση των αποτελεσμάτων των Viking και Phoenix. Ανεξάρτητα από αυτά, αυτές οι δοκιμές θα είχαν χάσει τη ζωή κάτω από την επιφάνεια. Το 2007, υπολογίστηκε ότι η ζωή με βάση το DNA ή το RNA δεν θα μπορούσε να επιβιώσει για πολύ λιγότερο από 7.5 μέτρα (25 πόδια) κάτω από την επιφάνεια λόγω της υψηλής εισροής κοσμικών ακτίνων. Ως εκ τούτου, η πιο πιθανή τοποθεσία ζωής στον Άρη εξακολουθεί να είναι ανεξέλεγκτη.
Η πιο οριστική απόδειξη που έχουμε επί του παρόντος ότι μπορεί πράγματι να υπάρχουν μικροοργανισμοί στον υπέδαφο του Άρη είναι η παρατήρηση μεθανίου στην ατμόσφαιρα του Άρη. Στη Γη, το μεθάνιο προέρχεται σχεδόν πάντα από βιολογική πηγή, αλλά άλλες διεργασίες μπορούν να δημιουργήσουν μεθάνιο – συνήθως ηφαιστειακό ή υδροθερμική δραστηριότητα. Μερικές άλλες σπάνιες μη βιολογικές διεργασίες μπορούν να δημιουργήσουν μεθάνιο, όπως η σερπεντινοποίηση. Η παρουσία μεθανίου στην ατμόσφαιρα του Άρη δείχνει ότι κάτι το παράγει συνεχώς, καθώς το μεθάνιο διασπάται γρήγορα στον ήλιο του Άρη. Η έλλειψη ηφαιστειακού ή υδροθερμικού θερμοπίδακα στον Άρη καθιστά απίθανο το μεθάνιο να δημιουργήθηκε με αυτόν τον τρόπο. Έτσι, φαίνεται ότι η πηγή είναι είτε κάποια σπάνια μη βιολογική διεργασία είτε υποεπιφανειακά μεθανογόνα βακτήρια.
Τελικά, η απάντηση είναι ότι είμαστε ακόμα αβέβαιοι.