En el 2400, la humanidad comienza a terraformar el planeta Marte. Las corporaciones gigantes, patrocinadas por el Gobierno Mundial en la Tierra, inician enormes proyectos para elevar la temperatura, el nivel de oxígeno y la cobertura de los océanos hasta que el ambiente sea habitable. En Terraforming Mars, juegas con una de esas corporaciones y trabajas en conjunto en el proceso de terraformación, pero compites por obtener puntos de victoria que se otorgan no sólo por tu contribución a la terraformación, sino también por el avance de la infraestructura humana en todo el sistema solar, y por hacer otras cosas encomiables.

Los jugadores adquieren cartas de proyecto únicas (de más de doscientas diferentes) comprándolas a su mano. Los proyectos (tarjetas) pueden representar cualquier cosa, desde introducir vida vegetal o animal, lanzar asteroides a la superficie, construir ciudades, hasta extraer las lunas de Júpiter y establecer industrias de gases de efecto invernadero para calentar la atmósfera. Las cartas pueden darte bonificaciones inmediatas, así como aumentar tu producción de diferentes recursos. Muchas cartas también tienen requisitos y se pueden jugar cuando la temperatura, el oxígeno o la cobertura de los océanos aumentan lo suficiente. Comprar cartas es costoso, por lo que existe un equilibrio entre comprar cartas (3 megacréditos por carta) y jugarlas realmente (lo que puede costar entre 0 y 41 megacréditos, dependiendo del proyecto). Los Proyectos Estándar siempre están disponibles para complementar sus cartas.

Tu ingreso básico, así como tu puntuación básica, se basa en tu puntuación de Terraform (a partir de 20), que aumenta cada vez que subes uno de los tres parámetros globales. Sin embargo, tus ingresos se complementan con tu producción, y también obtienes VP de muchas otras fuentes.

Cada jugador lleva un registro de su producción y recursos en sus tableros de juego, y el juego utiliza seis tipos de recursos: Megacréditos, Acero, Titanio, Plantas, Energía y Calor. En el tablero de juego, compites por los mejores lugares para las fichas de tu ciudad, del océano y de la vegetación. También compites por diferentes Hitos y Premios que valen muchos VP. Cada ronda se llama una generación (adivina por qué) y consiste en las siguientes fases:

1) El orden de los jugadores cambia en el sentido de las agujas del reloj.
2) Fase de investigación: Todos los jugadores compran cartas de cuatro cartas privadas.
3) Fase de acción: Los jugadores se turnan para realizar una o dos acciones de estas opciones: Jugar una carta, reclamar un Hito, financiar un Premio, usar un proyecto Estándar, convertir la planta en fichas de verdor (y aumentar el oxígeno), convertir el calor en un aumento de la temperatura, y usar la acción de una carta en juego. El turno continúa alrededor de la mesa (a veces varias vueltas) hasta que todos los jugadores hayan pasado.
4) Fase de producción: Los jugadores obtienen recursos de acuerdo a su clasificación de terraforma y parámetros de producción.

Cuando los tres parámetros globales (temperatura, oxígeno, océano) han alcanzado su objetivo, la terraformación se completa, y el juego termina después de esa generación. Cuenta tu clasificación de terraformación y otros puntos de venta para determinar la corporación ganadora.

1) El orden de los jugadores cambia en el sentido de las agujas del reloj.
2) Fase de investigación: Todos los jugadores compran cartas de cuatro cartas privadas.
3) Fase de acción: Los jugadores se turnan para realizar una o dos acciones de estas opciones: Jugar una carta, reclamar un Hito, financiar un Premio, usar un proyecto Estándar, convertir la planta en fichas de verdor (y aumentar el oxígeno), convertir el calor en un aumento de la temperatura, y usar la acción de una carta en juego. El turno continúa alrededor de la mesa (a veces varias vueltas) hasta que todos los jugadores hayan pasado.
4) Fase de producción: Los jugadores obtienen recursos de acuerdo a su clasificación de terraforma y parámetros de producción.