Deimos, ảnh màu giả chụp bởi Tàu quỹ đạo Trinh sát Sao Hỏa.

Deimos là một trong hai vệ tinh tự nhiên của Sao Hỏa, vệ tinh còn lại là Phobos. Với kích cỡ chỉ khoảng 16,1 x 11,8 x 10,2 km, đường kính trung bình 12,5 km, Deimos thuộc số những vệ tinh nhỏ nhất trong Hệ Mặt Trời. Cả Phobos và Deimos đều có hình dạng không đều bởi chúng quá nhẹ nên trọng lực không thể biến chúng thành hình cầu. Bề mặt của Deimos lồi lõm với nhiều hố va chạm, tuy nhiên không có các rãnh lún và sống nhô như Phobos. Các hố va chạm trên Deimos hầu hết đường kính dưới 2,5 km và nông hơn, gợi ý nó được bao phủ bởi một lớp regolith dày hơn, có thể đến 100 mét. Deimos có hai hố nổi bật là Swift và Voltaire.

Quỹ đạo của Deimos là đồng phẳng xích đạo, gần tròn; nó quay một vòng quanh Sao Hỏa hết 30 giờ 18 phút ở khoảng cách 20.068 km tính đến bề mặt hành tinh. Trong cùng thời gian, Deimos quay quanh Sao Hỏa và quanh trục ngắn nhất của nó, do đó nó luôn hướng một mặt về phía Sao Hỏa. Vì chuyển động quỹ đạo của Deimos chậm hơn chuyển động tự quay của Sao Hỏa, khi quan sát trên Sao Hỏa sẽ thấy Deimos mọc ở đằng đông và lặn đằng tây, ngược với Phobos. Deimos là một trong chỉ ba vệ tinh tự nhiên của các hành tinh đất đá trong Hệ Mặt Trời, bên cạnh Phobos và Mặt Trăng của Trái Đất.

Cho đến nay nguồn gốc của Phobos và Deimos vẫn chưa được biết, nhiều nhà khoa học tin chúng là những tiểu hành tinh bị bắt giữ, nhưng cũng có những ý kiến phản biện. Cả hai vệ tinh đều có khối lượng riêng nhỏ, đồng nghĩa chúng không thể cấu tạo hoàn toàn từ đá mà là hỗn hợp đá và băng. Khối lượng riêng của Deimos là khoảng 1,51 g/cm³, gần với tiểu hành tinh loại C (~1,7 g/cm³) hơn loại S (~3 g/cm³). Nếu băng tồn tại bên trong, Deimos khả năng có nguồn gốc từ môi trường lạnh nơi nước có thể ngưng tụ, tiềm năng là Hệ Mặt Trời ngoài. Trái ngược với Sao Hỏa, diện mạo của Deimos rất tối ám chỉ vật chất bề mặt khác, khả năng nó là một tiểu hành tinh carbon bị bắt giữ. Giả thuyết lớn thứ hai cho rằng Deimos hình thành từ sự bồi tụ các mảnh vụn bắn ra từ bồn địa va chạm khổng lồ trên Sao Hỏa, điều này phù hợp với quỹ đạo đều đặn và đồng phẳng xích đạo.

Asaph Hall là người phát hiện ra Deimos vào ngày 11 tháng 8 năm 1877 tại Đài thiên văn Hải quân Mỹ ở Washington, DC. Sáu ngày sau ông phát hiện ra Phobos. Hall đặt tên các vệ tinh của Sao Hỏa theo tên hai người con trai của Ares, vị thần chiến tranh của Hy Lạp. Deimos là từ tiếng Hy Lạp có nghĩa [nỗi] kinh hãi hay hoảng loạn.