在肉眼可见的5颗行星中，火星的亮度和大小变化最为显著。在一个运行周期中，火星的亮度变化可达58 倍（4.4个星等），视大小变化达7.2倍，均高居行星之首（图1）。最亮的时候可以盖过全天第一亮星——天狼星，最暗的时候比夏季大三角都逊色不少，“名次”已在30左右了。

　　除了忽明忽暗的特性以外，火星的“行踪”也是行星中最变化多端的。这是由火星的会合周期决定的(图 2）。太阳、地球和一颗行星（或月球）的相对位置循环一次的时间，称为“会合周期”。会合周期对于外行星来说就是行星相继两次“合”或“冲”经历的时间。

　　火星的会合周期也在行星中排在榜首，平均为780天左 右，比排第二的金星长了近200天。从图2中我们可以 看到，火星在冲日的时候，和太阳分别位于地球的两边， 太阳落山时它升起，太阳升起时它落下，一整夜都能看到。并且这时它离地球更近，亮度也更亮，观测条件最 好。在冲日前后一段时间里，即从东方照到西方照的这 段时间里（平均约为200天），火星的观测条件也都不错。而在合日时恰恰相反，它整天淹没在太阳的光芒中，无法看到。合日前后有差不多半年的时间，它离太阳的角距离都在30度以内，不易观测。总之，在780天的 会合周期里，火星有超过200天易于观测，但也有将近 200天踪迹难寻，“荧惑”之称可谓名副其实。

　　另外，火星还会发生著名的“火星大冲”现象，这 在行星中也是独此一家。我们知道，行星绕太阳公转的 轨道都是程度不一的椭圆形。它们公转一圈时，会有一点离太阳最近，这时所在的轨道位置叫作近日点；还会有一点离太阳最远，这个位置叫作远日点。行星的公转轨道越扁，则远日点比近日点离太阳远得越多。火星的轨道偏心率（为0.09335825）是地外行星中最大的，它 的近日点离太阳2.07亿千米，而远日点离太阳2.49亿千米，相差约1/3个日地距离！相比而言，地球近日点距太阳1471亿千米，远日点距太阳1521亿千米，差别只有0.05亿千米左右。

　　如果冲日时的火星恰好位于近日点附近，那么我们就会看到一颗离地球几乎最近的火星， 此时它又大又亮，是观测它的天赐良机。这就是火星大冲。如果火星冲日时，恰好位于其公转轨道的远日点附近，就称为“火星小冲”。其他外行星的轨道偏心率都比火星小，再加上距离遥远得多，大冲、小冲之别就远 不如火星这么明显了。

　　每年的8月30日前后，地球经过太阳与火星轨道近日点的连线。如果这时发生火星冲日，那将是最佳的火星大冲（例如2003年8月27日），火星视直径、亮度都达到最大。每年的2月25日左右，地球经过太阳与火星轨道远日点的连线。如果此时发生火星冲日，就是典型的火星小冲，它的亮度只有大冲时的1/6左右。