Marsissa on myös valtava vajoamalaakso, Valles Marineris, jonka pituus on 40004 000 km ja syvyys 7 km. Uomien leveys on 180 km. Laakso on lähellä Tharsis-harjun vulkaanista aluetta ja on syntynyt Tharsis-harjun kohotessa. Vesivirtaus on muokannut laaksoa edelleen.
Tämän laakson seinämistä otetuista kuvista näkyy kerrostumia. Valles Marinerisin kautta on virrannut valtava määrä vettä muinaiseen mereen. Marsissa on ollut menneisyydessä jonkinlaista alkavaa kuoren liikehtimistä ja tulivuoritoimintaa. Tällöin kaasukehä on ollut paksumpi ja vesi on saattanut virrata Marsin pinnalla. Marsissa on myös monia muita jokiuomia.
Suurin törmäyskraatteri on Hellas, jonka läpimitta on 21002 100 km ja syvyys 4 km. Toinen suuri muodostuma Argyre on läpimitaltaan 18001 800 km. Monet Marsin vesivirtojen näköiset laaksot lähtevät kaoottisilta alueilta, joissa routa näyttää sulaneen sisältä tuleen vulkaanisen lämmön takia. Kuivuneiden jokiuomien pituus on jopa 10001 000 km. Marsissa on kraattereita, joita ympäröi pisaramaisia muodostelmia, jotka ovat virtauksen aiheuttamien hiekkasärkkien näköisiä, ja jotkut kraatterit näyttävät kuin mutaan isketyiltä. Marsista on löydetty pölyn peittämiä jäätiköitä ja jäälauttoja. Pohjoisen pallonpuoliskon uskotaan olleen aikoinaan meren peitossa. Marsin merialueet eivät ole samoja kuin tumman pölyn peittämät mare-alueet.
