الميزة الأكثر وضوحًا للمريخ هي التباين الحاد، المعروف باسم الانقسام المريخي الثنائي، بين نصفي الكرة الجنوبي والشمالي. تختلف جغرافيا نصفي الكرة المريخية في الارتفاع بمقدار يتراوح بين كيلومتر واحد وثلاث كيلومترات. يبلغ متوسط سمك قشرة المريخ 45 كيلومتر، ويبلغ سمكها 32 كيلومتر في منطقة السهول الشمالية، و58 كيلومتر في المرتفعات الجنوبية.
الحدود بين المنطقتين معقدة للغاية في بعض الأماكن. يُطلق على نوع مميز من الطبوغرافيا اسم التضاريس المتآكلة. يحتوي هذا النوع على هضبات مستوية وعقد أرضية ووديان ذات أرضية مسطحة وجدران يبلغ ارتفاعها ميل واحد تقريبًا. هناك مآزر حطام فصية، والتي ثبت أنها أنهار جليدية صخرية، حول العديد من الهضبات المستوية والعقد.
تمر العديد من الوديان الكبيرة التي شكلتها الحمم البركانية، التي اندلعت من براكين المريخ، عبر الانقسام الثنائي.
تشمل حدود الانقسام المريخ الثنائي مناطق تُسمى ديوتيرونيلوس مينساي وبروتونيلوس مينساي ونيلوسورتاس مينساي. دُرست المناطق الثلاث على نطاق واسع لأنها تحتوي على تضاريس يُعتقد أنها نتجت عن حركة الجليد أو الخطوط الساحلية القديمة التي يُعتقد أنها تشكلت من التآكل البركاني.
تشكل الأراضي المنخفضة الشمالية نحو ثلث سطح المريخ وهي مسطحة نسبيًا، وتحتوي على عدد من من الفوهات النيزكية مماثل لعددها في نصف الكرة الجنوبي. تشكل مرتفعات نصف الكرة الجنوبي الثلثان الآخران من سطح المريخ. يُعتبر الفرق في الارتفاع بين نصفي الكرة المريخية كبيرًا. اقتُرحت ثلاث فرضيات رئيسية لأصل الانقسام القشري: أصل داخلي (عن طريق العمليات في طبقة الوشاح)، أو بعفل تصادم نيزكي واحد، أو تصادمات متعددة. تتضمن كلتا الفرضيتين المرتبطتين بالتصادمات النيزكية عمليات كان من الممكن أن تحدث قبل نهاية فترة التساقطات النيزكية البدائية، ما يعني أن أصول الانقسام القشري تعود لوقت مبكر من تاريخ المريخ.