奥林匹斯山（Olympus Mons），又译奥林波斯山、奥林巴斯山，是位于火星北半球的一个盾状火山，高25千米（一说27千米），为火星上最高的山峰，是太阳系中已发现的最高火山。宽700千米，火山口直径为80千米。

奥林匹斯山是火星上最年轻的大型火山，形成于30多亿年之前，奥林匹斯山所在的高原是一次火山大爆发中形成的，时间应在火星形成后的最初十亿年左右。那时把动能转变成热能，使内部温度升高，熔岩流活跃，火山活动剧烈。那些水平的层状结构又表明，这里的火山活动不只一次，而是发生过多次。

奥林匹斯山位于火星西半球的北纬18°39′，东经226°12′处，在塔尔西斯山（Tharsis Montes）的西北边缘，塔尔西斯是火星上最大的一个火山高原，又称塔尔西斯隆起（Tharsis Bulge），高原顶部，耸立着奥林波斯山等四座巨大的盾状火山，构成了火星西半球最显著的地形特征之一，处于靠近火星赤道的大高原上。

奥林波斯山的北方是古老地块阿刻戎槽沟群（Acheron Fossae），西南有风蚀地形美杜莎槽沟群（Medusae Fossae）。从西北至西方绵延着大片的阿西达利亚平原（Acidalia Planitia）和亚马逊平原（Amazonis Planitia），这些在北半球低地区域的熔岩平原，都比奥林波斯山顶要低26千米左右。

奥林匹斯山是太阳系已知的最大的火山，宽约600千米，火山口直径大约500千米，山高是珠穆朗玛峰的三倍，山脚到山顶的高差是21.9千米。火山口由6个互相覆盖的陷落组成，总体上长约80千米、宽约60千米，火山口壁可高达3.2千米。山体的边缘是可达8千米高的悬崖。

奥林匹斯山整个火山坡度非常缓（近山顶约1~2.5度，外围约5度），加上巨大宽度使得从火星表面无法见其全貌，例如从山坡边缘无法看见山顶，而从山顶无法看见山坡边缘。事实上火星其他巨大火山也有类似现象。山顶上有两个已命名的撞击坑，南侧的为Pangboche，东侧的为Karzok。

奥林匹斯山光环（Olympus Mons aureole）是环绕奥林匹斯山的崎岖地形，由几个部分组成：西北方的Lycus Sulci、东北方的Cyane Sulci、东方的Sulci Gordii与东南方的Gigas Sulci，其中Lycus Sulci面积最大。地形名词sulci为复数，意为多条接近平行的沟与脊（subparallel furrows and ridges），而奥林帕斯光环的地表即充满此类地形。

奥林匹斯山东南为火山高原塔尔西斯，上有三座巨大盾状火山：阿尔西亚山、帕弗尼斯山和艾斯克雷尔斯山；东北方有另一座低缓却宽广的盾状火山亚拔山；北方为古老地块阿克戎槽沟；西北至西方有熔岩平原阿卡迪亚平原与亚马孙平原；西南有风成风蚀地形梅杜莎槽沟层；而火山周围环绕着一圈崎岖地形——奥林匹斯山光环。

奥林匹斯山所在的高原是一次火山大爆发中形成的，时间应在火星形成后的最初十亿年左右。那时把动能转变成热能，使内部温度升高，熔岩流活跃，火山活动剧烈。那些水平的层状结构又表明，这里的火山活动不只一次，而是发生过多次。

研究发现，火星上并不下雨，没有河流、湖泊与海洋，能够观察到的只有少量存在于大气中的水汽及存在于极地冰帽中的水冰。考虑到火星表面温度很低，液态水根本不可能存在，有可能在火星表面的松散层之下有冰土，其中埋藏着固态水。

2024年6月，研究发现，奥林匹斯山的顶部是大型破火山口，这是火山爆发后顶部坍塌形成的碗状凹陷，直径长达121千米——这里形成了一种特殊的小气候。利用安装在绕火星运行的探测器上的相机，研究人员首次观察到火山口内部形成的晨霜。

19世纪以来早期的地面望远镜观测中，奥林波斯山呈现为一个反照率较强的亮点。火星发生特大尘暴时，该处几乎是火星表面唯一可以识别的特征性标志，意大利天文学家斯基亚帕雷利将这个亮点称为“奥林帕斯山之雪”。

1972年1月中旬，“水手9号”火星探测器探测到奥林匹斯山，高度大概是珠穆朗玛峰的3倍。地球上最大的火山是莫纳罗亚火山，它几乎占据了整个夏威夷大岛，深埋在太平洋底下：奥林匹斯山的体积是它的100倍。

2010年3月，美宇航局火星勘测轨道飞行器(MRO)HiRISE任务团队拍到奥林匹斯山的斜坡上发生的尘崩(dust avalanche)。以前发生于火星上的几次雪崩是因为季节温差导致的积雪膨胀和收缩，而这一次则是由于撞击事件所致。

奥林匹斯山因为体积巨大，被冠以此名字。因为在希腊神话中，奥林匹斯山是众神的住所。

奥林匹斯山表面的撞击坑并不多。这表明最上面的熔岩层相对较年轻，最近一次喷发发生在2500万年前。表明火山仍然活跃，将来可能再次爆发。

科学家通过研究火星的奥林匹斯山和建立了山峰的应力模型，发现影响山峰高度的主要因素是重力加速度。越是小的天体，它的表面重力加速度越小。表面的凸起就越显著。推出火星与地球重力加速度的不同导致它们最高山峰高度不同的结论，在火星和地球上虽然形成珠穆朗玛峰和奥林匹斯峰的机制不同，前者源于板块运动，后者由火山活动形成，但影响它们高度的主要因素是重力加速度，由于重力加速度的不同，火星和地球上的最高峰的高度也不同。

2024年9月，一张新的火星地图揭示了隐藏在失落海洋沉积层之下的结构。这项研究结合了多个任务的模型和数据，还表明火星地幔中的活跃过程可能会影响火山活动，尤其是奥林匹斯山的火山活动。