اتمسفر مریخ ممکن است فاقد اکسیژن باشد اما این لزوما به این معنی نیست که خود سیاره فاقد اکسیژن است. محاسبه مقدار اکسیژنی که می‌تواند در داخل آب‌های شور زیرزمینی مریخ حل شده باشد، نشان می‌دهد که این سیاره‌ی خاکی ممکن است مقدار فراوانی از اکسیژن را زیر سطح خود پنهان کرده باشد. این مقدار به اندازه‌ای است که می‌تواد امکان زندگی روی این سیاره را فراهم کند.
رنگ قرمز مریخ حاکی از وجود اکسیژن در سطح آن است. آهن موجود در خاک مریخ در ترکیب با اکسیژن سبب ایجاد زنگ می‌شود.
Vlada Stamenkovic و همکارانش در NASA’s Jet Propulsion Laboratory، مقدار اکسیژنی را که ممکن است در آب‌های شور زیر سطح سیاره حل شده باشد، محاسبه کردند. آن‌ها دریافتند که تحت شرایط خاص سرما، برخی از اواع آب‌های شور می‌توانند حاوی همان مقدار اکسیژنی باشند که آب دریا روی زمین دارد. این مقدار اکسیژن برای زنده ماندن میکروب‌‌ها و حتی موجودات ساده‌ای مانند اسفنج‌ها کافی است. اما وجود آب‌های شور مایع در مریخ کاملا قطعی نیست؛ با وجود شواهدی مانند خطوط شیبدار تکرارشونده (خطوط سیاه در جریان روی تپه‌ها) هیچ اثبات قطعی که مورد توافق محققان باشد وجود ندارد. Kirsten Siebach می‌گوید:
ادعاهای مختلفی مبنی بر وجود یا عدم وجود شواهد دال بر آب‌های شور مطرح شده است. وجود مقدار کمی از این آب‌ها ممکن است اما از قطعیت این فرض مطمئن نیستیم.
حتی اگر مریخ آب‌های شور غنی از اکسیژن داشته باشد، ضمانتی برای زندگی روی مریخ نخواهد بود. طبق گفته‌ی Robin Wordsworth از دانشگاه هاروارد، این درواقع دو روی یک سکه است. اکسیژن برای تنفس حیاتی است اما اکسیداسیون زیاد برای زندگی خطرناک است. ترکیباتی مانند هیدروزن پراکسید به سلول‌ها آسیب می‌رسانند. این شرایط به خصوص برای اشکال اولیه زندگی که سلول‌های کمی دارند، مرگبار است.
