Gelecekte Mars’ta insan kolonilerinin kurulabilmesi için ihtiyaç duyulan malzemelerin bir kısmının yerel kaynaklardan karşılanabilmesi gerekiyor. Çünkü bu malzemelerin tamamının Dünya’dan taşınması hem çok pahalı hem de uygulanabilirlik açısından değerlendirildiğinde hayli zor.

Mars’ta araştırmalar yapan uzay araçlarından elde edilen veriler sayesinde Mars’ın yüzeyindeki toprağın bileşimi hakkında bilgi sahibi olabiliyoruz. Aslında Mars toprağında bitkilerin büyümesi için gerekli karbon, oksijen, fosfor, kükürt, potasyum, kalsiyum, magnezyum gibi birçok madde bulunuyor. Ancak bu maddelerin miktarları Dünya’daki kadar yüksek değil. Aynı zamanda bitkilerin gelişmesi için gerekli minerallerden biri olan azotun biyokimyasal tepkimelerde kullanılabilen bileşikleri Mars toprağında tespit edilememişti. Ancak yakın zamanda Curiosity uzay aracı tarafından yapılan termal analizlerde toprak örneklerinde azot monoksit bileşiğine rastlandı. Bu bileşiğin, azotun biyokimyasal tepkimelerde kullanılabilen şekli olan nitrat bileşiklerinin ısıtılması sonucu açığa çıktığı düşünülüyor.

PLOS ONE dergisinde yayımlanan bir araştırmada bilim insanları Mars toprağına benzer bileşimdeki toprakta gübre kullanmadan domates, buğday ve tere yetiştirmeyi başardı. Ancak araştırmacılar kullandıkları toprak örneklerinin fiziksel özelliklerinin ve bileşiminin, Mars toprağının fiziksel özelliklerini ve bileşimini doğru yansıtıp yansıtmadığından tam olarak emin değil.

Mars’ta bitkilerin gelişimini etkileyebilecek faktörlerden biri de kütleçekimi. Astronotlar Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki ağırlıksız ortam koşullarında bazı bitki türlerini yetiştirmeyi başardı. Ancak kütleçekimi Dünya’nınkinin üçte biri kadar olan Mars’ta düşük kütleçekiminin bitkilerin gelişimini nasıl etkileyeceği tam olarak bilinmiyor.​