极地沉积物，地冰和冰川

每一极都有一层薄薄的富含水冰的沉积物，厚度约3公里(2英里)，只有几千万年的历史。分层暴露在周围外围沉积物和从两极螺旋而出的山谷。冬天，沉积物上覆盖着二氧化碳霜，但他们暴露在夏天。在北极，它们向南延伸到北纬80°。在南极，它们的范围不太清楚，但它们似乎比在北极延伸得更远。这种分层被认为是由尘埃和冰的比例变化造成的，可能是由旋转轴倾斜(倾角)的变化引起的。在高倾角时，水冰从两极被吹走，可能导致剩余的水冰帽完全消失，冰沉积在低纬度地区。在低倾角时，水冰帽达到最大值。倾角的变化也会影响沙尘暴的发生沉积两极的尘埃。这些沉积物的年龄很年轻，因为它们都是在上一个高倾角时期，即以前的沉积物被清除之后积累起来的。北极沉积物的一个特点是它们被一个巨大的沙丘所包围，也许它们就坐落在这个沙丘上硫酸盐矿物石膏．

在目前的条件下，在纬度高于40°的地方，地冰在地表以下不到1米(3英尺)的深度是永久稳定的，因为那里的温度从来没有超过50°霜点．在纬度60°以上的冰层足够浅，可以从轨道上探测到。在地表以下也发现了冰凤凰城在北纬68°以上的纬度，最近的撞击坑已经将表面挖掘到超过2米(7英尺)的深度，露出了地面冰。也有众多地表特征造成的存在丰富的地面冰。这些包括类似于陆地上发现的多边形断裂地面永冻层区域和地形的普遍软化，可能是由冰推动的近地表物质流动造成的。40°-60°纬度带的一个显著特征是冰的存在基地最陡峭的斜坡。从斜坡上脱落的物质似乎从斜坡上流出了几十公里，探地雷达显示，这些胶圈中含有大量的冰。

在高倾角时期，从两极吹来的冰在低纬度的地表上堆积，可能形成冰川。建模的大气环流这表明，在这段时期，冰的首选地点是青藏高原的西坡塔西斯高地火山和东北海勒斯盆地．所有这些地方都有丰富的流动特征和冰碛状地貌，这表明冰川确实曾经存在过。

雷达仪器上火星快车宇宙飞船在南极冰帽下发现了一个可能的液态水湖温度极地帽下的地面被认为是−68°C(- 90华氏度)，湖中的水必须非常咸。

北极地也包含了最大的面积沙丘在火星上。沙丘，其中占据平原北部的部分被称为Vastitas北欧化工，形成了一个几乎完全包围北极残余帽的带。在一些地方可以看到沙子和季节性二氧化碳雪的夹层，这表明沙丘至少在季节性的时间尺度上是活跃的。