Il satellite Phobos si muove secondo un'orbita interna (rispetto a Deimos, che in orbita esterna). Il suo periodo di rotazione è pari ad un terzo di quello marziano, precedendo continuamente la superficie marziana; osservato da Marte, Phobos sorge ad ovest e tramonta ad est, caso unico e singolare in tutto il Sistema Solare. Dalle immagini ottenute dalle Mariner e più in particolare dalle sonde Viking 1 e 2, la sua superficie appare cosparsa da crateri da impatto, di questi il più grande ha il diametro di circa 10 Km, mentre su Deimos il massimo cratere registrato è di circa 3 km.

I due satelliti di Marte: Phobos e Deimos
Dal confronto del periodo di rotazione siderale di Phobos e Marte, considerato il fatto che la velocità di rotazione di Phobos è maggiore dell'analoga di Marte, le forze mareali presenti tendono a far diminuire il raggio orbitale del satellite, che pertanto finirà inesorabilmente con il precipitare sul pianeta in un tempo stimato di circa 30 milioni di anni.
Ciò non avviene invece per Deimos e proprio a causa della sua distanza che ne rende l'orbita praticamente sincrona e non risente pertanto di forze mareali.
Visti dalla Terra, la loro distanza apparente dal pianeta Marte è compresa tra i 25' e i 62' d'arco.
Osservato dal pianeta Marte, Phobos sottende un diametro apparente di circa 12' d'arco, circa 1/3 di quello lunare (circa 31'), Deimos solo 2' d'arco. Phobos impiega 4h 30' circa per attraversare il cielo marziano coprendo due delle quattro fasi lunari e numerose sono le eclissi ricorrenti a causa della forte vicinanza al pianeta. Deimos sorge e tramonta in circa 60 ore doppiando un ciclo completo delle fasi.
La densità di Phobos è di 100 volte inferiore quella del sughero, da ciò si deduce la presenza di numerose cavità interne e alcuni hanno anche ipotizzato che potrebbe trattarsi di un corpo cavo.



Un dettaglio del satellite Phobos/NASA