Phobos adalah satelit alami terbesar dari dua satelit yang dimiliki oleh planet Mars, dinamai berdasarkan dewa rasa takut dalam mitologi Yunani. Satelit ini memiliki bentuk yang sangat tidak beraturan, menyerupai kentang, dengan dimensi sekitar $27 \times 22 \times 18 \text{ km}$ karena gravitasinya terlalu lemah untuk membentuknya menjadi bola. Phobos dikenal karena mengorbit Mars pada jarak yang sangat dekat—sekitar 6.000 km—menjadikannya satelit terdekat dengan planet induknya di Tata Surya, dan memerlukan waktu hanya sekitar 7 jam 39 menit untuk menyelesaikan satu orbit. Permukaannya yang gelap diselimuti oleh kawah-kawah bekas tumbukan, dengan Kawah Stickney sebagai fitur yang paling mencolok. Sayangnya, Phobos memiliki masa depan yang terbatas; satelit ini terus mendekat ke Mars, dan diperkirakan dalam 30 hingga 50 juta tahun mendatang, ia akan hancur akibat gaya pasang surut Mars dan kemungkinan besar puing-puingnya akan membentuk cincin di sekitar planet merah tersebut. 

Deimos adalah satelit alami yang lebih kecil dan yang terluar dari dua bulan yang dimiliki planet Mars (satelit yang satunya adalah Phobos). Ditemukan bersama Phobos oleh astronom Amerika Asaph Hall pada tahun 1877, Deimos dinamai dari mitologi Yunani, yang berarti "teror" atau "kengerian." Sama seperti Phobos, Deimos memiliki bentuk yang tidak beraturan (seperti kentang) dengan dimensi rata-rata sekitar 15 X 12 X 10 m , menjadikannya salah satu satelit terkecil di Tata Surya. Deimos mengorbit Mars pada jarak yang jauh lebih besar daripada Phobos, yaitu sekitar 23.460 km, dan memerlukan waktu sekitar 30,3 jam untuk menyelesaikan satu putaran orbit. Permukaan Deimos berwarna gelap dan terlihat lebih mulus dibandingkan Phobos karena kawah-kawahnya sebagian tertutupi oleh lapisan debu halus atau regolith yang tebal. Berbeda dengan Phobos yang ditakdirkan untuk menabrak Mars, orbit Deimos justru bergerak perlahan menjauhi Mars, dan diperkirakan suatu hari nanti ia dapat terlepas dari tarikan gravitasi Mars. Deimos diyakini sebagian besar ilmuwan sebagai asteroid yang ditangkap, mengingat bentuk dan komposisinya yang kaya bahan karbon mirip dengan asteroid tipe C.