太空环境科学家甚至制定出了一个颇为详尽的绿化火星时间表，并将这一计划分为几个阶段来逐步实现。

第一阶段，第一批地球人到达火星。他们将生活在透明的密封的圆形建筑内，只有穿上宇航服才能出外探险。他们将在不太大的范围内进行种植试验，分解火星大气层，探测火星地质状况。

第二阶段，更多人到达火星，采用一种或多种方法使火星温度上升。方法之一，是用火星轨道上的太阳反射镜，将太阳热能更多地反射到火星表面，并以此融化火星上的冰。还有一种方法是建立核能驱动的化学工厂，工厂制造并向火星释放温室效应气体。如果一切顺利，能够过滤掉对生物形成致命杀伤的紫外线的臭氧层将会生成。这一阶段，火星上的居住人口可能达到一万之众。当然，他们都还住在密封建筑里生活和生产。

第三阶段，二氧化碳、氮和水在火星表面生成，温度也上升到适合人类生存的标准。这时，火星上的五万居民将会看到火星的红色天空变向深蓝，带来雨水的白云升上天空，水流开始在火星上那些干涸的河道里蜿蜒，植物也将在这个星球的表面开始生长。植物用二氧化碳制造出大量的氧，从而改变火星的大气构成。如果生物制氧太慢，有科学家还主张把碳酸岩和氧化铁矿床加热，使其向火星大气层释放出几百万吨的氧气。

第四阶段的到来会迟缓一些，但这一阶段一旦到来，火星上的气温和氧气含量就会达到与地球相同的水平，更多的植物走向这个星球的每一角落，一些小型的海洋也开始生成。移民数量会以更快的速度增长。这时，火星上的人将开始谋划着向另一颗星球进发了。

不管从理论还是实践上说，真正重要而且困难重重的肯定是第一阶段。科幻作家对这第一步也做出了自己不乏科学根据的想象。弗雷德里克·波尔有一部名为《人变火星人》的长篇小说，故事中首批地球人登临火星时也是住在密封的环境里，但其中一个人在地球上的时候，就已经用电子、生物与机械技术从里到外彻底地改造过了。因此，他已经是一个无须任何适应过程，就能在地球与火星两种环境里行动自如的新人类。科幻作家为科学家提供了一种新颖而合理的思想。

关于火星上水的来源，除了其两极储存的冰之外，阿西莫夫在其发表于20世纪50年代的小说《火星之路》里指出，土星有颗体积达1.4亿立方千米的卫星全部是水。如果把这个超大冰块运送到火星上，除了能满足所有灌溉的需要外，还能迅速改变火星的大气环境。有人想到用一枚巨大的火箭将其推进到火星，如果这在未来的技术条件下具有某种可能性的话，如何使其安全降落而不致造成毁灭性的灾难又成了另外一个问题。