Die Zähmung des Roten Planeten hat begonnen! Mächtige Konzerne wetteifern darum, den Mars in einen bewohnbaren Planeten umzuwandeln. Sie wenden gewaltige Ressourcen auf und nutzen neue Technologien, um die Temperatur zu erhöhen, eine atembare Atmosphäre und Ozeane voller Wasser  zu erschaffen. Mit dem Fortschreiten des Terraformings werden immer mehr Menschen von der Erde umsiedeln, um auf dem Roten Planeten zu leben. In Terraforming Mars kontrolliert jeder Spieler einen Konzern und kauft und spielt Karten, die verschiedene Projekte beschreiben. Diese Projekte haben oft einen direkten oder indirekten Einfluss auf den Terraforming-Prozess, wobei sie auch aus Geschäftsvorhaben unterschiedlicher Art bestehen können. Um das Spiel zu gewinnen, müssen die Spieler einen guten Terraformwert (TW) erreichen und möglichst viele Siegpunkte (SP) sammeln. Jedes Mal wenn ein Spieler einen Globalen Parameter (Temperatur,  Sauerstoffgehalt oder Ozeanbedeckung) erhöht, steigt sein TW. Der TW bestimmt sowohl das Basiseinkommen in MegaCredits (M€) als auch den Basispunktestand eines Spielers. Mit Voranschreiten des Terraforming-Prozesses werden immer mehr Projekte realisierbar. Zusätzlich werden SP für die Verbesserung der menschlichen Einflussnahme im Sonnensystem vergeben. Dies kann alles von der Stadtgründung bis hin zum Aufbau von Infrastruktur oder dem Schutz der Umwelt sein. Zeit wird in Generationen gemessen und jede Generation startet mit einer Startspielerphase, gefolgt von einer Forschungsphase, in der die Spieler Zugriff auf neue Karten erhalten. In der Aktionsphase unternehmen die Spieler reihum 1 oder 2 Aktionen, bis alle gepasst haben. In der folgenden Produktionsphase produzieren alle Spieler Ressourcen gemäss der Produktionsparameter ihrer Spielertableaus und erhalten Einkommen aus ihrem TW. Das Spielbrett hat Fortschrittsleisten für die Temperatur, den Sauerstoffgehalt, den Terraformwert und die Generationen. Dort ist eine Karte der Marsoberfläche zu sehen, auf die während des Spiels Ozean-, Grünflächen- und Stadtplättchen platziert werden. Ausserdem ist eine Auflistung aller verfügbaren Standardprojekte abgebildet sowie die Meilensteine und Auszeichnungen, um die alle Spieler wettstreiten. Das Spiel endet, wenn ausreichend Sauerstoff zum Atmen (14 %) vorhanden ist, für erdähnliches Wetter ausreichend Ozeane (9) vorhanden sind und die Temperatur deutlich über dem Gefrierpunkt (+8 °C) liegt. Dann wird es möglich, wenn nicht sogar angenehm sein, auf der Marsoberfläche zu leben!