Để bắt đầu quá trình cải tạo, chúng ta cần bơm khí metan và hơi nước vào khí quyển Sao Hỏa để tạo hiệu ứng nhà kính nhân tạo. Các khí nhà kính này sẽ giữ lại ánh sáng Mặt Trời và làm nhiệt độ các chỏm băng dần tăng lên. Khi băng tan, chúng giải phóng hơi nước và khí cacbonic bên trong lòng băng.
Ta cũng có thể phóng vệ tinh lên quỹ đạo Sao Hỏa để trực tiếp tập trung ánh nắng vào các chỏm băng. Các vệ tinh sẽ được đồng bộ hóa để lơ lửng tại một điểm cố định trên bầu trời và hướng năng lượng trực tiếp về hai địa cực. Tại Trái Đất, chúng ta hướng chảo ăng ten truyền hình về một vệ tinh địa tĩnh tương tự nằm cách xa hơn 35.000 km. Vệ tinh này trông như đang đứng yên vì nó quay một vòng quanh Trái Đất hết 24 giờ, bằng thời gian Trái Đất tự quay. (Vệ tinh địa tĩnh có quỹ đạo bay phía trên xích đạo. Do đó, năng lượng từ nó sẽ truyền đi theo hai đường: hoặc thẳng tới hai cực theo góc chéo, hoặc xuống xích đạo trước rồi chuyển ra hai cực. Nhưng dù theo cách nào thì năng lượng cũng bị thất thoát một phần.)
Áp dụng cách tương tự, các vệ tinh mặt trời của Sao Hỏa sẽ giương trên không một loạt gương hoặc các tấm pin năng lượng mặt trời khổng lồ, trải dài nhiều cây số. Anh nắng sẽ được tập trung rồi hướng về hai cực hoặc được chuyển hóa qua pin quang năng rồi truyền xuống dưới dạng vi sóng. Đây là một trong những cách tuy có chi phí cao nhưng hiệu quả nhất để tiến hành cải tạo Sao Hỏa, bởi nó an toàn, không gây ô nhiễm và ít gây tổn hại bề mặt hành tinh.
Và còn những chiến lược khác nữa được đề xuất. Ta có thể khai thác metan từ Titan - một trong các vệ tinh của Sao Thổ, có trữ lượng metan lớn, rồi đem về Sao Hỏa. Metan có thể góp phần tạo ra hiệu ứng nhà kính mong muốn, vì nó giữ nhiệt hiệu quả hơn khí cacbonic 20 lần. Một giải pháp khác là sử dụng các sao chổi hoặc tiểu hành tinh ở gần. Như từng đề cập, sao chổi chủ yếu cấu thành từ băng, còn tiểu hành tinh thì có nhiều amoniac, một loại khí nhà kính khác. Nếu sao chổi hoặc tiểu hành tinh di chuyển tới gần, ta có thể tác động nhẹ để chúng lọt vào quỹ đạo Sao Hỏa. Sau đó ta tiếp tục tác động để chúng “tự tìm đến cái chết”, từ từ rơi xuống bên dưới. Khi đi vào khí quyển Sao Hỏa, ma sát làm chúng nóng lên đến khi tan rã, giải phóng hơi nước hoặc amoniac. Nhìn từ bề mặt Sao Hỏa, hành trình này sẽ là cảnh tượng tuyệt đẹp. Về mặt nào đó, dự án ARM của NASA có thể được coi là bước chuẩn bị hướng tới việc “bắt giữ” thiên thể. Hẳn bạn còn nhớ, ARM là mục tiêu tương lai của NASA để thu thập mẫu đá hoặc điều chỉnh đường bay của sao chổi hoặc tiểu hành tinh. Đương nhiên, công nghệ này phải được điều chỉnh rất chính xác, nếu không ta sẽ có nguy cơ làm một tiểu hành tinh khổng lồ bay chệch vào bề mặt Sao Hỏa, tàn phá khu định cư.
Một ý tưởng táo bạo hơn được Elon Musk đề xuất là cho nổ bom nhiệt hạch (bom H) trên cao để làm tan chảy các chỏm băng. Giải pháp này hiện đã khả thi với các công nghệ sẵn có. Bom nhiệt hạch là thứ vũ khí được canh phòng rất cẩn mật, nhưng trên lý thuyết, sản xuất chúng lại không quá tốn kém và chúng ta chắc chắn có đủ công nghệ để thả nhiều quả bom H lên các chỏm băng bằng những tên lửa hiện có. Tuy nhiên, không ai rõ những chỏm băng này bền vững đến đầu hay tác động lâu dài của việc thả bom là gì, và nhiều nhà khoa học băn khoăn với những hậu quả khôn lường của phương pháp này.
Ước tính, nếu các chỏm băng Sao Hỏa tan hoàn toàn, lượng nước chảy ra sẽ đủ lấp đầy một đại dương sâu từ khoảng năm đến mười mét.
