火星大气层稀薄与其质量、引力、磁场等多种因素有关。一般来讲，质量的大小影响着引力的大小，火星质量太小，引力不足以束缚大气层中的分子，分子的逃逸速度比较快，所以导致火星大气层稀薄。

磁场也是一大原因之一。火星磁场微弱，太阳风中的多数带电粒子可以进入火星大气层中，并激发大气层中的分子能量，从而导致分子快速逃逸到外太空去。

目前尚无证据显示最近的火星有热点在活动，而没有火山活动，就会导致没有气体的补充，所以大气的空气分子流失比列就会更大。

火星虽然有大气层，但火星大气只有地球大气密度的1%，其主要成分是二氧化碳，占比高达95%。火星上的空气并不能供人直接呼吸。