雖然馬斯克一心想移民火星，讓人類成為多行星物種，但他也不得不承認： 火星比地球上最惡劣的環境都要再嚴酷上百萬倍。
所以不論是馬斯克還是NASA都認為，在移民火星之前首先要改造火星，即所謂的 火星地球化。
作為一顆最近時距離地球僅5500萬公里的星球，以現在的技術只需要半年時間就能從地球到達火星，并且在火星地表有數架火星車，火星軌道上也有若干顆火星人造衛星的情況下，火星與地球的聯絡是沒問題的， 對火星地表的高清成像也沒問題。
在這種情況下，改造火星的第一步就是讓它的大氣層重新恢復到幾十億年前的水平，并且讓火星地表重新出現湖泊海洋與河流。
現階段火星的大氣厚度只有地球大氣的百分之一，而在40億年前火星磁場還在的時候，火星的大氣厚度是遠超目前的，并且整個火星地表也有液態海洋， 可以說在當時火星才是太陽系真正的宜居星球，只不過後來因為火星磁場的消失才被太陽風剝離了大氣層蒸發了海洋，變成了今天的紅色星球。
雖然太陽風在幾十億年里帶走了火星大部分水資源，但仍有相當多的水以固態冰的形式被封存在火星的兩極地區，因此只要融化這些冰蓋，液態水就會在短時間內再次布滿火星地表， 馬斯克曾提出用核彈轟炸火星兩極地區，進而融化它們。
但NASA直接說這不可能，因為運載成本太高了，他們給出的辦法是在火星軌道附近部署 大型反射鏡，用額外的太陽光定點照射火星的南北極，這樣一來只要幾十年甚至更短的時間，就能把火星冰蓋融化，并且這種巨型太陽光反射裝置還能讓太陽熱量參與火星的大氣環流，從而實現小規模調控火星氣候的功能。
不過考慮到資金問題，不論是NASA還是馬斯克都認為火星地球化要分好幾步進行，首先是先把火星的一部分地球化，即在火星的冰蓋附近融化出一個有液態水的區域，人類的火星基地也會設立在它附近， 然后再逐步將火星的可居住范圍擴大，最終完成對火星的整體改造。
保守估計，要想把火星從目前的紅色星球變成和地球一樣的藍色星球，需要至少1000年的不間斷改造時間，不過當我們成功改造火星后，宇宙中類似的星球就能快速應用火星上的經驗了， 人類文明將以指數擴張的形式在宇宙中開枝散葉。
現在唯一的問題就是未來的火星大規模改造的時候，地球上有沒有人愿意前往火星生活一輩子，甚至是在火星上養育后代，成為真正的火星人類，如果到時候沒人愿意的話，人類就只能派人工智能機器人改造火星了，運氣不好的話火星就會成為 AI人工智能的星球。
作為太陽系行星里改造難度最小的星球，火星雖然現階段還沒被人踏足過，但隨著未來宇航技術的進步，有關火星的開發一定會提上日程， 人類文明也終會成為多行星物種。
