Nos anos 2400, a humanidade começa a terraformar o planeta Marte. Corporações gigantes, patrocinadas pelo Governo Mundial na Terra, iniciam projetos gigantescos para aumentar a temperatura, o nível de oxigênio, e a cobertura oceânica até que o meio ambiente se torne habitável. Em Terraforming Mars, você assume uma dessas corporações e trabalha em conjunto nesse processo de terraformação, competindo por pontos de vitória que são atribuídos não somente pela sua contribuição na terraformação, mas também pelo avanço da infraestrutura humana através do sistema solar, além de outras ações louváveis.