近年来，人们对火星内部结构的研究耗费了巨大的精力，通过收集的一些数据，对火星内部结构进行了一些推测。目前，很多研究人员认为，火星的结构就像一块巨大的巧克力太妃溏心球，与地球的内部结构差别巨大。
2018年美国宇航局发射的“洞察号”火星探测器，携带了一种被称为“内部结构地震实验”的六传感器地震仪，其主要任务是记录地震波穿过陆地内部结构的过程，从而探索这颗红色星球的地壳、地幔和地核。在这颗探测器着陆后的两年内，它测量了超过700多次的火星地震，并利用其中的一些数据，帮助科学家绘制了火星地壳、火星幔、火星核的结构——夹心蛋糕一般的地壳结构、比预期更薄的地幔、含有更多轻元素的液态核心……
根据“洞察号”记录的火星内部地震波，研究人员确定了火星地壳厚度与地球相比更厚一些，火星地壳可能有两个甚至三个子层。研究人员推测整个火星地壳的平均厚度介于24—72千米之间，而地球的平均地壳厚度仅为15—20公里。我们知道，地球地壳被分解成在地幔顶部的构造板块，这些板块有时会相互碰撞或下沉，这意味着不断有新的地壳出现。相比之下，火星的地壳是古老而静态的，大约形成于45亿年前，此后再没有产生新的地壳。
与地球相比，火星幔要更薄一些，它在地表向下延伸至大约1560千米处。布里奇曼石是地球上最丰富的矿物，能够稳定存在于下地幔的极端高温高压环境中，它覆盖着地球的地核，能够减缓对流和热量损失。而火星可能缺乏这种矿物质，这也导致了火星早期热量的散失。
火星地核的半径为1830千米，约为地球核心半径的一半。但与以镍和铁为主要成分的地球核心不同，除了铁和镍，火星的核心含有氢和氧等较轻的元素，这些成分起到了降低核心凝固温度的作用。因此，尽管有大量热量散失，火星的核心仍然完全是液态的。
不过，火星的内部结构只是依靠它的表面情况资料和有关的大量数据来推断的，目前仍处于非常初级的阶段。
