מכיפות ברורות ועד ליערות מלאכותיים, חוקרים וממציאים העלו מגוון עיצובים אפשריים לערים הראשונות במאדים. למרות שהאנושות עדיין רחוקה משלב הבנייה, זה לא מנע מאנשים לנסות ליצור תוכניות לעיר על פני כדור הארץ היבש. למרות השונות, לרבים מהעיצובים יש מאפיינים דומים.
כיפות גיאודזיות
אחד הרעיונות הפופולאריים ביותר לעיר עתידית במאדים הוא כיפה גיאודזית. מבוסס בדרך כלל על רב-כיוון גיאודזי, כיפה מסוג זה נוטה להיות נוקשה. צוות של שישה מדענים בדק את העיצוב הזה על ידי התגוררות בכיפת פלסטיק בחלק נידח וצחיח של הוואי. הניסוי, שנקרא אנלוגי וסימולציה לחקר החלל בהוואי (HI-SEAS), התרחש ליד הר הגעש מאונה לואה. בכיפה היו חדרי שינה נפרדים ואזורים משותפים.
מרבית העיצובים המוצעים למאדים כוללים כיפות על פני השטח. עם זאת, רבים אינם ברורים מכיוון שזכוכית אינה מספקת הגנה מספקת מפני הקרינה על הפלנטה ההיא. חלק מהתוכניות כוללות הפיכת כיפות מחומרים לבנים אטומים או כיסוי עפר וסלעים להגנה.
יערות מלאכותיים
מכיוון שמאדים מזכיר מדבר מאובק, יערות טבע אינם אפשרות. במקום זאת, הערים הראשונות עשויות להידמות ליערות מלאכותיים. העיצוב "יער רדווד" מבית MIT זכה במקום הראשון בארכיטקטורה בתחרות עיצוב העיר מאדים. בתי הגידול של העץ היו גרים בתוך כיפות על פני השטח ומתחתיהן יש מנהרות. היער מספק לתושבים מרחבים פרטיים במנהרות שמתחת לפני השטח, המגנים עליהם מפני החום והקרינה.
עיצובים אחרים
חלק מהרעיונות לערים הראשונות במאדים כוללים עיצובים תת קרקעיים. ממנהרות עמוקות ועד מערות מורכבות, ממציאים הממציאים כי בתי גידול אלה עשויים להיות קלים יותר לבנייה ותחזוקה על פני כדור הארץ. ייתכן גם שהערים הראשונות יהיו כמוסות חלל פשוטות עם קירות זזים שתושבים יכולים להשתמש בהן לשינוי הפנים. התושבים הראשונים עשויים לעשות שימוש חוזר בחלליות שלהם עד שיוכלו ליצור סביבות טובות יותר.
קולוניסטים במאדים יתמודדו עם אתגרים מרובים, ולעיצוב הערים הראשונות תהיה השפעה עצומה על הצלחתם או כישלונן. בתי הגידול שלהם ידרשו למצוא איזון בין שטחים ציבוריים ופרטיים תוך הגנה עליהם מפני הסביבה הקשה. יתכן שהערים יתפתחו לאורך זמן, בדומה לשינויי בנייה בכדור הארץ, כך שהראשונות עשויות שלא להידמות לאופן שבו יחיו המושבות בעתיד.