Fobos i Deimos to niewielkie księżyce o nieregularnych kształtach, odkryte w 1877 r. przez Asapha Halla. Większy księżyc, Fobos, ma średnicę ok 22 km, natomiast mniejszy, Deimos, ma średnicę jedynie 12,6 km. Księżyce te są zwrócone zawsze w tą samą stronę do planety. Fobos obiega Marsa szybciej niż planeta obraca się wokół własnej osi, powoduje to stopniowe zacieśnianie się orbity tego księżyca. Po pewnym czasie zbliży się na tyle do planety, że zostanie rozerwany przez grawitacyjne Marsa. Z kolei Deimos systematycznie oddala się od powierzchni planety.