پس از موفقیت ماموریت‌های کاوشگرهای بدون سرنشین، سازمان ملل متحد دپارتمان عملیات و اکتشاف مریخ (D.O.M.E) را تأسیس کرد. اولین مهاجران در سال 2037 به مریخ رسیدند و در دهه‌های پس از تأسیس اردوگاه پایه مریخ، شرکت‌های خصوصی اکتشاف شروع به کار بر ایجاد یک مستعمره خودپایدار کردند. به عنوان سرآستین فضانورد برای یکی از این شرکت‌ها، شما می‌خواهید پیشگام در توسعه بزرگ‌ترین و پیشرفته‌ترین مستعمره در مریخ باشید و هم اهداف ماموریت D.O.M.E و هم برنامه خصوصی شرکت خود را به دست آورید. در ابتدا، شما به تامین مواد از زمین وابسته خواهید بود و باید به طور مکرر بین ایستگاه فضایی مریخ و سطح سیاره سفر کنید. با گسترش مستعمره در طول زمان، شما فعالیت‌های خود را به سمت ساخت معادن، ژنراتورهای برق، استخراج آب، گلخانه‌ها، کارخانه‌های اکسیژن و پناهگاه‌ها تغییر دهید. هدف شما این است که یک مستعمره خودپایدار و مستقل از هر سازمان زمینی ایجاد کنید. این کار نیاز به درک اهمیت آب، هوا، برق و غذا – ضروریات برای بقا – دارد. آیا شما جرات می‌کنید که در بزرگ‌ترین چالش بشریت شرکت کنید؟

On Mars در چندین دور بازی می‌شود، که هر کدام از دو فاز تشکیل شده است – فاز استعمار و فاز شاتل.

در طول فاز استعمار، هر بازیکن نوبت می‌گیرد و در خلال آن اقداماتی انجام می‌دهد. اقدامات در دسترس به طرفی از تخته که بازیکن بر روی آن قرار دارد بستگی دارد. اگر شما در مدار باشید، می‌توانید طرح‌های اولیه را بگیرید، فناوری‌ها را بخرید و توسعه دهید، و تامین مواد را از انبار بگیرید. اگر شما بر روی سطح سیاره باشید، می‌توانید ساختمان‌ها را با ربات‌های خود بسازید، این ساختمان‌ها را با استفاده از طرح‌های اولیه ارتقا دهید، دانشمندان و قراردادهای جدید را بگیرید، کشتی‌های جدید را استقبال کنید، و سطح سیاره را با ربات کاوشگر خود کاوش کنید. در فاز شاتل، بازیکنان ممکن است بین مستعمره و ایستگاه فضایی در مدار سفر کنند.

همه ساختمان‌ها در مریخ به یکدیگر وابسته هستند و برخی از آنها برای رشد مستعمره مورد نیاز هستند. ساخت پناهگاه برای ساکنان مستعمره نیاز به اکسیژن دارد؛ تولید اکسیژن نیاز به گیاهان دارد؛ رشد گیاهان نیاز به آب دارد؛ استخراج آب از یخ نیاز به برق دارد؛ تولید برق نیاز به استخراج مواد معدنی دارد؛ و استخراج مواد معدنی نیاز به ساکنان دارد. ارتقای توانایی مستعمره در تامین هر یک از این منابع بسیار مهم است. با رشد مستعمره، پناهگاه‌های بیشتری مورد نیاز است تا ساکنان بتوانند شرایط نامساعد مریخ را تحمل کنند.

در طول بازی، بازیکنان همچنین سعی می‌کنند ماموریت‌ها را تکمیل کنند. هنگامی که سه ماموریت تکمیل شود، بازی به پایان می‌رسد. برای برنده شدن در بازی، بازیکنان باید به توسعه اولین مستعمره در مریخ کمک کنند. این در طول بازی با به دست آوردن امتیازهای فرصت (OP) توسط بازیکنان نشان داده می‌شود. بازیکنی که در پایان بازی بیشترین امتیاز OP را دارد، برنده اعلام می‌شود.