Dauguma žmonių yra susipažinę su Žemės orbitos modeliu, todėl lengviausia aptarti Marso orbitą, nes ji yra susijusi su Žemės orbitomis. Marsas ir Žemė turi daug panašumų savo orbitose. Jie abu yra elipsės formos ir laikomi panašiu ašiniu pakreipimu. Marso orbita yra ekscentriškesnė nei Žemės, o tai lemia tam tikrus oro sąlygų skirtumus tarp dviejų planetų.
Žiūrint iš viršaus, atrodo, kad Žemė ir Marsas skrieja aplink saulę prieš laikrodžio rodyklę ir yra beveik toje pačioje plokštumoje. Astronominis vienetas yra maždaug 150 milijonų km arba atstumas nuo Žemės iki Saulės. Taigi Žemės orbita yra 1 astronominis vienetas (AU), o Marso vidutinis ilgis yra 143 milijonai mylių (230 milijonų km) arba 1.5 AU. Aplink Saulę Žemei apskrieti reikia vienerių metų, o Marso orbita yra maždaug 687 Žemės dienos arba 1.88 karto ilgesnė už Žemės metus. Marso diena yra šiek tiek ilgesnė už Žemės dieną, vidutiniškai apie 24 valandas, 39 minutes ir 35 sekundes.
Ekscentriškumas naudojamas bet kurios planetos orbitos formai apibrėžti. Tobulo apskritimo ekscentriškumas lygus nuliui. Elipsių ekscentriškumas yra nuo 0 iki 1, o parabolių tikslus matmuo yra 1. Marso orbitos ekscentriškumas yra 0.09, todėl ji yra antra ekscentriškiausia orbita iš visų planetų. Tik Merkurijus turi didesnį.
Šis ekscentriškumas reiškia, kad yra didelis atstumų skirtumas nuo tada, kai ji yra arčiausiai Saulės arba jos perihelio, o kai yra toliausiai – nuo afelio. Perihelis Marso orbitoje yra maždaug 1.38 AU arba 129 mln. mylių (207 mln. km). Afelio dydis yra apie 1.66 AU arba 155 mln. mylių (249 mln.
Marso ašies posvyris yra 25.19 laipsnių. Kadangi tai labai panašu į 23.45 laipsnio Žemės posvyrį, Marso metų laikai labai panašūs į tuos, kurie yra Žemėje, nes yra keturi. Kiekvienas sezonas trunka beveik dvigubai ilgiau nei Žemės sezonas, nes Marso metai yra ilgesni. Jie taip pat linkę būti daug ekstremalesni, nes afelis ir perihelis labai skiriasi. Vasaros karštesnės, nes Marso orbita artėja prie saulės, o žiemos tolimesniuose kampeliuose būna atšiauresnės.
Manoma, kad prieš daugelį metų Marso orbita buvo daug mažiau ekscentriška. Manoma, kad prieš maždaug 0.002 mln. Žemės metų jis buvo arčiau 1.35. Kitų planetų sukurtos gravitacinės jėgos lėtai traukia Marsą į didesnę elipsę.