火星站将由机器人负责建造，它们受到地球上的监控。
机器人先挖掘出冰冻的泥土，然后通过专用机器过滤出水并保存在水箱中，随后再根据需要将一部分水转变为氧气。直到确认火星站能够完好运行，载有宇航员的宇宙飞船才会出发，这一飞行至少要持续4个月。
在飞行过程中，宇航员照常生活和工作。到达火星之后，宇航员必须长期留在火星上进行研究，直到地球和火星再次最接近时才能离开。因此，火星站的正常运行十分重要，它一旦出现问题，宇航员将无法得到地球上的任何帮助。
宇航员在火星上要做的事情很多，他们需要研究石块和土质，并制造出在他们离开之后还能继续进行测量的科学用具。火星车将带着他们到处去发现和探索，而火星上有着太阳系中最美丽的风景，比如说巨型的奥林帕斯火山、4 000千米长的水手谷。
宇航员离开火星重新回到地球的时候，将留下机器人看护火星站，为下一批宇航员的到来做准备。
只有少数科学家认为，将来人类离开火星的情景会和1972年离开月球一样。一旦人类投入大量时间、财力和人力才到达火星，一定会努力留在它上面。因而，需要为宇宙飞船登陆火星寻找一个最合适的着陆点，火星站很可能将成为火星上第一座城市的第一栋大楼。