5 сентября 2022 года «Джеймс Уэбб» впервые провел наблюдения за Марсом, получив его прямые изображения и спектр атмосферы в ближнем инфракрасном диапазоне при помощи камеры NIRCamи спектрографа NIRSpec. Марс представляет собой крайне яркую цель для детекторов обсерватории, поэтому наблюдения велись с очень малой экспозицией.На снимках хорошо заметна самая глубокая низменность планеты, называемая Равниной Эллады, а в спектре видны линии воды, углекислого газа и угарного газа.

Научная программа «Джеймса Уэбба» помимо исследований объектов глубокого космоса включает в себя и наблюдения за объектами Солнечной системы, обладающими видимой скоростью движения по небу до 30 угловых миллисекунд в секунду и допустимой яркостью. В их число входят планеты (кроме Меркурия и Венеры), их спутники, астероиды, карликовые планеты, транснептуновые объекты и кометы, в частности, обсерватория уже наблюдала за Юпитером, астероидами Главного пояса и даже знаменитой кометой Хейла — Боппа.

Снимки демонстрируют восточное полушарие Марса, где находятся ударный бассейн Равнина Эллада, представляющий собой самую глубокую низменность на планете, 467-километровый кратер Гюйгенс и плато Большой Сирт, представляющее собой древний щитовой вулкан. На изображении, полученном на длине волны 2,1 микрометра, видны эти детали рельефа, а на снимке, полученном на длине волны 4,3 микрометра, можно увидеть разницу температуры поверхности Марса в зависимости от широты и времени суток. Равнина Эллада кажется темной не из-за прохладной поверхности, а из-за усиленного поглощения излучения, идущего с поверхности планеты к обсерватории, слоем атмосферы в этой области.

Что же касается первого спектра атмосферы Марса, то в нем легко обнаруживаются линии воды, углекислого газа и угарного газа. Ученые ожидают, что сопоставление модельных спектров с наблюдаемым поможет уточнить содержание различных веществ в атмосфере Красной планеты, а также пыли и ледяных облаков.