El polo norte de Marte tiene un gran casquete glaciar. El casquete glaciar está básicamente formado de hielo de agua. Durante el invierno, el dioxido de carbono de la atmósfera se congela y deposita una capa de hielo seco (CO2 congelado) sobre el casquete glaciar y terreno circundante. Debido a esto, el área del casquete polar se hace mucho más grande durante el invierno. Cuando regresa el verano, las temperaturas calientes hacen que el hielo seco se sublime, y que el casquete polar disminuya de tamaño.
El casquete polar del polo norte tiene aproximadamente 1 100 km (680 millas) de ancho. Tiene un cañon enorme que lo atraviesa llamado Chasma Boreal. El borde del casquete glaciar está rodeado por un "terreno polar escarpado", una serie de capas de hielo y polvo. La superficie de las regiones polares parecen tener gran cantidad de hielo en o debajo del suelo , al igual que el permafrost en la tierra. Los vientos generados por las diferentes temperaturas entre el casquete glaciar y su entorno soplan a lo largo de las regiones polares. Estos vientos tallan interesantes surcos sobre el casquete polar, y acumulan dunas de arena en áreas alrededor del polo.
Como es de esperarse, los dos polos de marte son los lugares más fríos del planeta. Durante el invierno, las temperaturas descienden hasta -150° C (aproximadamente -238° F).
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