Навколо Марса обертаються два природних супутника, які називають Деймос і Фобос. Обидва відкрив Асаф Холл, американський астроном, в 1877 році. Ці небесні тіла відносно невеликі: Деймос має найбільший діаметр 15 км, а Фобос - 27 км. Кожен з цих супутників нагадує астероїди.
Характерна форма супутників дала початок теорії, по якій Фобос і Деймос раніше і були астероїдами, але мільйони років тому були притягнуті планетою. Відповідно до іншої теорії обидва супутника були частиною планети і відкололися через зіткнення Марса з масивним небесним тілом.
З Марса завжди видно тільки одна сторона обох супутників. Це відбувається через збіг часу обертання навколо власної осі і періоду обертання навколо Марса. Фобос розташований дуже близько до Марсу і тому схильний до дії планети, яке уповільнює супутник і в майбутньому призведе до його падіння на поверхню самого Марса. Також через низьку орбіти з марсіанської поверхні щоночі можливо спостерігати затемнення Фобоса. Внутрішній супутник має кілька кратерів, найбільший з них названий Стикни.
Деймос, на відміну від Фобоса, обертається на видаленні від червоної планети. Він, навпаки, віддаляється від Марса і в перспективі зовсім вийде зі сфери дії його тяжіння. Примітно, що найбільші кратери Деймоса названі Вальтер і Свіфт на честь великих мислителів епохи відродження, ще на початку XVIII століття передбачив існування у Марса двох супутників.