Os dois satélites de Marte, Fobos e Deimos, são tão pequenos que só foram descobertos em agosto de 1877 por Asaph Hall, muito depois dos maiores satélites dos distantes planetas Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. As primeiras fotografias próximas dos satélites marcianos foram obtidas pela Mariner 9 em 1972, sendo os primeiros satélites de outro planeta sendo explorados pelas sondas espaciais. As densidades desses satélites são tão baixas, que sugerem que sejam formados de uma mistura de rocha e gelo; eles também não possuem atmosferas.
Outro detalhe nas luas de Marte é o formato irregular e a superfície escura, semelhante aos asteróides ricos em carbono, em que refletem apenas 6% da luz solar incidente. Além disso, possuem órbitas circulares no plano equatorial de Marte.
Imagem de Fobos e Marte obtida pela sonda Phobos 2 em 25/mar/1989 a uma distância de 195 km com definição de 190 m. (Crédito IKI)
Estas três imagens (cada uma com cerca de 250 km) mostram a sombra de Fobos na superfície de Marte. Foram usados três filtros: vermelho (esquerda), azul (meio) e composição colorida (direita). O local em Marte é Xanthe Terra ocidental no dia 26/ago/1999 às 14:00 hs. (Crédito MSSS/NASA)
Representação das órbitas de Fobos e Deimos. Note que ambos estão bem próximo de Marte se compararmos aos outros planetas com satélites. (Crédito Ielcinis Louis)
Comparação da Lua com os satélites de Marte. Os satélites marcianos tem as mesmas dimensões dos menores satélites de Júpiter e Saturno. (Crédito Ielcinis Louis)