Начало изучения атмосферы Марса и фиолетового слоя этой планеты было положено еще в далеком 1909 году, когда во время Великого противостояния Марса сотрудниками Пулковской обсерватории были получены первые снимки «красной планеты». Один из сотрудников обсерватории, в будущем великий астроном Г.А. Тихонов, продолжил изучение Марса. Им было проанализировано множество фотоснимков, в результате чего были открыты так называемые «эффекты Тихонова»:

-  марсианские «моря» становятся более заметными при переходе от зеленого светофильтра к красному;

- полярные шапки Марса, наоборот. Более четко выделяются в зеленом светофильтре, а не в красном;

- резкость деталей на диске планеты постепенно снижаются к краю диска. Особенно данное явление заметно в зеленых лучах.

В 1924 г., во время очередного великого противостояния, выводы Тихонова были подтверждены в год великого противостояния снимками астрономов Райта и Росса. Кроме того, они смогли  обнаружить два новых эффекта, связанные с отображением, а точнее отсутствием оного, в синих, фиолетовых и ультрафиолетовых лучах, благодаря чему Райт сделал вывод, что на Марсе есть атмосфера, которая обладает большой плотностью и протяженностью.

В 1972 г. американский астроном Д. Томпсон сделал совершенно неожиданный вывод, который определил причину столь своеобразного эффекта Райта. Как оказалось, вид Марса в фиолетовых лучах – это его естественный вид, причем без отсутствия какой-либо дымки. Все дело в том, что фиолетовый слой создается благодаря особенностями пород, составляющих марсианские моря и материки. При этом, моря кажутся светлее материков.

Есть в атмосфере Марса и розовые облачные образования. Они двигаются с северо-востока со скоростью 6,7 м/сек на высоте около 16 км. В их состав входят замерзшая вода и красноватые пылевые частицы.

Марсианская атмосфера отличается разреженным состоянием и состоит на 95,3% из углекислоты, 2,7% из молекулярного азота и 1,6% из аргона. Кроме того, в ней присутствуют СО(0,06%), Н2О (до 0,1% и существенно меняется в зависимости от сезона), а также кислород в виде следов.

Также на Марсе можно увидеть самые разнообразные формы облаков и тумана, и имеется слабый озоновый слой на высоте 36-40 км и толщиной в 7км, в 250 раз слабее земного.