Der Mars besitzt einen ähnlichen Schalenaufbau wie die Erde. Mit der Sonde InSight, die am 26. November 2018 auf dem Marsboden aufsetzte, konnten erstmals Marsbeben vermessen werden. Das Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) der Sonde registrierte 733 einzelne Beben. 35 von ihnen waren stark genug – zwischen 3,0 und 4,0 – um daraus ein Modell des Marsinneren zu berechnen. Daraus ergibt sich das heutige Bild des inneren Aufbaus des roten Planeten.

Die Kruste des Mars besteht aus zwei bis drei Schichten. Dort wo zwei Schichten vorhanden sind, ist sie 20 Kilometer dick, bei drei Schichten reicht sie bis 37 Kilometer herunter. Darunter liegt der Mantel, der sich bis zu einer Tiefe von 1.560 Kilometer erstreckt. Der flüssige Kern besitzt einen Radius von 1.830 Kilometer.

Die seismischen Daten bestätigen, dass der Mars einst wohl vollständig geschmolzen war, doch unterscheidet sich seine innere Struktur von der Erde. Unter dem Landeplatz der Sonde ist die Kruste 15 bis 47 Kilometer dick. Die Forscher vermuten, dass sie einen relativ hohen Anteil an radioaktiven Elementen enthält, was die bisherigen Modelle zur chemischen Zusammen­setzung der gesamten Kruste infrage stellt.

Unter der Kruste befindet sich der Mantel mit der Lithosphäre aus festerem Gestein bis in eine Tiefe von 400 bis 600 Kilometern, doppelt so tief wie auf der Erde. Möglicherweise liegt das daran, dass es auf dem Mars heute nur eine einzige Kontinental­platte gibt, im Gegensatz zur Erde mit ihren sieben. Mineralogisch gleicht der Marsmantel dem oberen Erdmantel. Allerdings enthält er viel mehr Eisen als jener unseres Planeten.

Der Kernradius ist gut 200 Kilometer größer, als man vor 15 Jahren bei der Planung der InSight-Mission aufgrund der geringen Dichte des Planeten vermutet hatte. Die Größe des Kerns konnte nun mithilfe seismischer Wellen neu kalkuliert werden. Somit muss die Dichte des Kerns relativ niedrig sein. Der Kern muss – neben Eisen und Nickel – auch einen großen Anteil leichterer Elemente enthalten, z. B. Schwefel. Infrage kommen aber auch Sauerstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff, doch müsste deren Anteil unerwartet groß sein. Deshalb vermuten die Wissenschaftler, dass sie die Zusammen­setzung des gesamten Planeten noch nicht völlig verstehen. Obwohl der Kern – wie vermutet – flüssig ist, verfügt der Mars heute über kein globales Magnetfeld..