火星的两颗天然卫星都非常小，其中，火卫一相对较大，离火星也更近；而火卫二（Deimos）则是整个太阳系中目前最小的卫星。火卫一尽管很早就被人类发现，但却是在已经发现约一百年后，才由“水手7号”首次拍得了一张简单模糊的照片，而且由于它离火星表面过近——只有约6000千米，以至于从火星表面的任何角度，都无法在地平线上看到它。

哈勃望远镜此次观测的本意是拍摄火星，但在22分钟的时间内，哈勃望远镜进行了13次单独曝光，让天文学家们得以制作出延时视频，显示出了火卫一的轨道。天文学家表示，因为这颗卫星实在太小，哈勃拍摄的照片中，它看上去就像是颗星星一般。这个“小家伙”在7小时39分钟内就完成了一次公转，远快于火星的自转。也因为运行速度快，它每天有两次西升东落的过程。

团队成员表示，火卫一显然正被火星的引力“撕扯”，它现在每过一百年就会接近火星1.98米左右。科学家预测，在三千万到五千万年之内，它或将“投身”红色星球而粉身碎骨，或被撕毁后散落在火星周围。

火卫一和火卫二的起源目前仍充满争议。由于这两颗卫星的组成材料与小行星相同，且其形状不规则，因此，一些天体物理学家认为，火星的卫星很可能来自小行星带。