马斯克在的一次演讲中曾介绍过他的殖民火星计划，他要将至少100万人送上火星，此外还有一些细节：（1）采用液体甲烷作为能源
探索火星的太空飞船将采用液体甲烷作为动力，这种燃料在地球和火星上都可以生产。相对于煤油和火箭常用的其他燃料，采用液体甲烷的难度更小。SpaceX已建造了大型的碳纤维燃料仓，测试保存液体甲烷的技术。
（2）20万美元的“低价”
每名乘客飞往火星的价格为20万美元。如果无法降低成本，那么只有最有钱的富豪才可以飞往火星。这对于建立一个殖民地来说是不可能的。
（3）30天的旅程。一旦系统得到优化，适合重复使用，飞往火星或许只要30天时间。马斯克表示，目前人类可以在24小时内前往地球的任何地点。他设想的太空飞船将提供零重力游戏，可以看电影，而飞行时速达到6.2万英里（约合10万公里）。
（4）你也可以返程
如果想要回家，那么也是可行的。由于太空飞船可以重复使用，因此能在地球和火星之间往返。马斯克开玩笑地表示，返程飞行可能是免费的。不过，飞船发生事故的可能性依然很大，因此不适合儿童乘坐。马斯克还表示，他不会参与首航，因为他想要看着自己的孩子们长大。他也担心，如果他本人遭遇意外，那么SpaceX的计划可能将改变。
（5）“改造火星”的宏伟目标
要将100万人口送上火星，这些人口需要场所居住和工作。马斯克认为，在这一过程中，我们可能需要对火星进行“大规模的改造”，让火星变暖。这样火星上的冰会融化，释放水蒸气，从而有助于形成大气。目前在火星赤道附近，地表温度白天最高能达到70度，而夜间则会降低至零下100度。在两极，温度还要更冷。为了保护人类避免受到辐射伤害，“火星居民”还将需要造出磁场，从而抵御带电荷粒子的侵袭。
最初的火星目标是在前至少完成2次火星货运任务。目的是确认火星上是否存在水资源和危险，并建立电力、采矿和生命支持系统，以支持未来的任务。在2024年的后续任务中，将会有四艘船前往，包括两艘货船和两艘载人飞船。在这个阶段，目标是建造一个推进剂工厂，并把第一批人送上火星，建立起基地，为扩大殖民做准备。随后，这个基地将被扩展为城市。计划很宏伟，但最近NASA的研究可能要给马斯克的火星殖民泼一盆冷水了。
根据NASA资助的一篇研究论文：使用当前的技术——包括核弹在内，对火星进行地球化是不可能的。一般来说，火星“地球化”意味着至少需要发生三件事中的其中一件。一种可能性是改变大气的成分，使其变成主要是氧气和氮气，就像地球的大气层一样；另一个是增加大气压力，这样人类就可以不必使用增压服；
最后是将足够的温室气体释放到火星大气中，使它温度上升到表面能够存在液态水。这些温室气体的释放也将导致大气压力的增加。问题是火星的大气压力仅为地球海平面大气压力的0.6％。换句话说，要利用温室气体将压力提高到适合人类的程度，所使用的量非常非常的大，到时候估计火星要面临过热的问题了。
现在火星上的二氧化碳主要储存在土壤中。根据NASA的研究，所有火星上的二氧化碳即使全部释放出来，最多产生约7%的地球大气压力；在升温方面，只会使火星表面温度升高到支持液态水所需温度的六分之一左右。但即使我们像马斯克所说的那样蒸发了火星两极，根据研究人员的计算，这只会使目前火星的大气压力增加一倍，达到地球大气压力的1.2％左右，距离目标依然非常遥远。虽然研究人员承认火星地下的矿物质中可能存在更多的二氧化碳，但这就像大家都知道地球深处埋着数万亿吨钻石一样，要挖出来不知道要等到什么时候。
不管用什么方法，释放出两极冰盖的二氧化碳都只是改造火星的第一步。就算所有的二氧化碳都释放出来，也只能达到地球大气压的30% - 60%。由于火星重力很低，所以需要更厚的大气层才能产生和地球相同的大气压。所以，最终我们还是要从太阳系的其他地方输入气体。 太阳系的很多小行星中都含有大量的氨，可以作为一个方便的气体来源。氨气也是一种温室气体，同时也可以作为大气层中氮气的来源（写到这里，我突然不想去火星了）。另一个选择是，从土卫六（泰坦）引入一些甲烷类的气体。
最后，为了产生人类呼吸的氧气，我们需要在火星上大量种植苔藓和其他微生物。 有了大气层以后，一个更为重要的任务是保住它。火星没有地球那样的磁场，所以无法抵挡太阳风。长驱直入的太阳风就会慢慢侵蚀掉大气层，让火星重新变成和现在一样的荒芜景象。有科学家提出可以建造大量低温超导体环，产生人工磁场，可以达到行星磁场一样的效果，从而保住来之不易的大气层。
