火星运行轨道的偏心率导致它与太阳的距离远近不一。事实上，火日之间的平均距离为227 700 000千米，在近日点时火星距离太阳206 000 000千米，在远日点时又退至离太阳248 000 000千米(1)。

因此，火星轨道完全不与地球轨道同心。正如图例所示，在某一点上，火星与地球的距离可以减小至56 000 000千米，而在相对的另一点上二者之间的距离增至99 000 000千米。当火星与地球与太阳处于同一条线上时，火星冲日，但每次冲日的火星与地球的距离都不同。这些差异会对观测的难易程度产生明显的影响。

火星轨道与地球轨道之间的关系。由于双方轨道的偏心率，火星与地球之间的距离极不规律。冲日发生在地球位于T而火星位于M的时候，这时火星与地球的距离最近（火星大冲发生在8月）；相反，当冲日发生在位置T’M’的时候，火星离我们要远得多。位置T和位置M’是两颗行星距离最远的时候。图中还标出了火星自转轴倾斜于轨道平面，由此导致了火星的四季更替。 Equinoxe de Printemps bor éal：北半球春分；Equinoxe d' Automne austral：南半球秋分；Equinoxe d' Automne bor é al：北半球秋分；Equinoxe de Printemps austral：南半球春分；Solstice d' Hiver bor é al：北半球夏至；Solstice d' Er é austral：南半球冬至；Solstice d' Eré bor é al：北半球冬至；Solstice d' Hiver austral：南半球夏至；Aph élie：远日点；P é rihélie：近日点；Le p le Nord de Mars est inclin é vers la Terre：火星的北极倾斜向地球；Le P le Sud de Mars esr inclin é vers la Terre：火星的南极倾斜向地球；Grand axe de l' orbite de Mars：火星轨道长轴；Orbite de la Terre：地球轨道；Orbite de Mars：火星轨道；20 Mars：3月20；21 Juin：6月21日；21 Sept：9月21日；21 Dec.：12月21日

火星公转一周需要686天23小时，由于火星的公转速度比地球慢，所以平均每780天这两颗星球会运行到同时与太阳处于同一条线的位置上，就像钟表的两根指针会周期性地重合；但同钟面一样，这些会合位置连续分布在轨道上。事实上，780天的周期等同于地球公转两周再加上50天，在这些超出的天数里，地球会超出火星一大截。见图示，地球在T位置而火星在M位置时，两颗行星之间的距离最小，下一次火星冲日的位置会发生改变（朝箭头的方向），挪动的距离就是地球在50天内运行的距离，大约等同于地球轨道圆周1/7的角度；但由于轨道偏心率，每次火星和地球的间距都会大于前一次，直到它们运行至T’M’，此时火星再次冲日，从这一点开始，火星与地球之间的距离逐渐缩减直到最小。这一完整的冲日周期为15年，在此期间共发生7次火星冲日，我们将着重考察这些观测结果，分析火星在不同会合周期之间的差异。

(1)　现测定火星的平均距日距离为227 900 000千米，近日点的距日距离为207 000 000千米，远日点的距日距离为249 000 000千米。