En dehors des critiques générales à la colonisation de l'espace, il y a des réserves spécifiques à l'établissement de colonies sur Mars :
Les pôles nord et sud de Mars ont longtemps été considérés intéressants à cause des variations saisonnières des calottes glaciaires qui pouvaient être observées depuis les téléscopes terrestres. Mars Odyssey a trouvé depuis de grandes concentrations d'eau près des pôles mais a aussi montré qu'il en existait à des latitudes inférieures, rendant les pôles beaucoup moins attractifs (nuit polaire et soleil de minuit comme sur Terre).
Valles Marineris, le « Grand Canyon » de Mars, fait plus de 3 000 km de long et a une profondeur moyenne de 8 km. La pression atmosphérique est donc 25% plus haute que la surface moyenne à 0,9 kPa. Le canyon s'étend d'est en ouest, l'ombre de ses parois ne devrait pas poser trop de problèmes à l'installation de panneaux solaires.
L'exploration de la surface de Mars est toujours en cours. Les deux Mars Exploration Rovers, Spirit et Opportunity, ont rencontré des sols très différents. Cela montre que le paysage martien est très varié et que le site idéal pour une colonie sera mieux déterminé quand plus de données seront disponibles. Comme sur Terre, plus on s'éloigne de l'équateur, plus les variations climatiques saisonières sont importantes et moins l'exposition solaire annuelle est importante.
Phobos possède peut-être de l'eau sous la forme de glace. Grâce au bas delta-V nécessaire pour rejoindre la Terre, cela permettrait de livrer du carburant et d'autres matériaux à la zone Terre-Lune mais aussi aux transports autour du système martien. Ceci rend ces emplacements avantageux d'un point de vue économique, car ils sont aisément atteignables depuis le reste du système solaire et qu'ils ont potentiellement de grandes ressources énergétiques.
Phobos et Déimos eux-mêmes sont probablement adaptés pour le production d'habitats spatiaux ou pour établir une colonie.