二辉橄榄岩质火星陨石是一种主要为含镁的橄榄石和单斜辉石以及铬铁矿组成的堆积岩。其显著特征是包裹着橄榄石（及铬铁矿）的镶嵌易变辉石。此外，还含有细粒的氧化铁橄榄石、易变辉石和普通辉石，熔长石则作为后期的填隙物存在。其矿物学特征与早期岩浆结晶作用一致，具有玄武岩质火星陨石的结晶顺序。
火星陨石有哪些主要特征？
大部分陨石因为含有金属成分而具有磁性，这是一个重要的鉴别特征。虽然像无球粒陨石、月球陨石和火星陨石等罕见类型可能没有磁性，但大多数陨石都能被磁铁吸引。需要注意的是，地球上的一些岩石，比如含有磁铁矿或富铁矿物的岩石，也具有一定的磁性，所以磁性只能作为参考，需结合其他特征综合判断。
火星陨石中最引人注目的特征之一是其中含有丰富的碳链和氢链分子。这些分子恰恰是构成地球生命的基础元素，因此科学家们将它们视为火星探测任务的关键目标。虽然目前尚未发现这些分子具有确凿的生物特征，但明确证据表明它们起源于火星，这对理解火星上是否曾经存在生命至关重要。
鉴别火星陨石可以从几个明显的形态特征入手。很多铁陨石表面呈现出似波纹状的结构，而石陨石则常有指印纹或气印。值得注意的是，陨石样品通常边缘圆润不规则，这与人工铁或不锈钢那种笔直或呈90度角的锋利边缘形成鲜明对比，是初步区分天然陨石与人工金属的重要依据。
从外观特征来看，火星陨石通常被划分为三大主要类型：辉玻无球粒、辉橄无球粒和纯橄无球粒火星陨石。这种分类方式有助于初步识别陨石的来源和性质。进一步从组织结构细分，还可以发现更复杂的地质历史信息，这些细微的结构差异反映了它们在火星表面形成和演化过程中的不同经历。
密度是区分陨石和地球岩石的一个有效工具。铁陨石的密度非常大，通常可达每立方厘米7到8克。而大部分普通的火星陨石密度范围在3.0至3.7 g/cm3之间，这比地球上的普通岩石密度稍大一些。不过，密度只能作为辅助鉴定手段，不能作为最终的绝对决定性因素，因为不同类型的岩石密度会有所重叠。
纯橄无球粒火星陨石是一种堆积岩，其性质类似于地球上的橄榄岩。斜方辉石岩质火星陨石则是一种更为独特的火星陨石类型，同样属于堆积岩。它由高达97%的粗粒富镁斜方辉石以及少量的斜长石、铬铁矿及碳酸盐组成，这种极高的斜方辉石含量使其在火星陨石中显得尤为特殊和罕见。
辉橄无球粒火星陨石呈现出糖粒状的细粒或粗粒结构。它们主要由堆积的绿色普通辉石晶体和少量填充在细粒物质中的橄榄石组成。填隙物质成分复杂，包括斜长石、碱性长石、铁钛氧化物、硫化物及磷酸盐等。此外，还能观察到角闪石、粘土矿物、碳酸盐和硫酸盐等蚀变产物，显示出后期地质作用的影响。
玄武岩质火星陨石具有独特的辉绿结构，主要由易变辉石、普通辉石及斜长石组成，其中斜长石常表现为冲击产生的玻璃或熔长石。这类陨石通常缺失橄榄石，表明它们是由岩浆直接结晶而成的晶体。许多样本含有堆积的辉石并形成叶状构造，被认为是由表面岩脉或熔岩流中的晶体堆积作用形成的。
新降落的火星陨石通常覆盖着一层黑色或黑灰色的熔壳。这是陨石高速穿过大气层，与空气分子剧烈摩擦产生的高温形成的。石陨石的熔壳厚度大约在1毫米左右，而铁陨石因为物质密度极高，熔壳则薄得多。此外，熔融物质在穿越过程中的剥蚀作用，还会使陨石表面形成独特的流纹状或流线状结构。