進入20世紀90年代以後，由於蘇聯的解體，火星探測幾乎成了美國人的“專利”。美國在這期間先後進行了多次火星探測。
1992年9月24日，為了考察火星的地理和氣候狀況，美國發射了“火星觀察者號”探測器，為載人飛船飛往火星探測道路。
1996年，美國將“火星探路者號”探測器發射到太空中，並把相當多的火星照片發回地球。3個月後，美國“火星環球勘探者號”探測器進入火星軌道，開始繪製火星地圖。
2001年10月29日，美國火星探測器“2001火星奧德賽”又在火星上取得了大量的探測結果。
2001年11月底，美國科學家對火星探測器發回的新照片進行了研究，提出了火星表麵部分地區很可能存在水的固態形式（即冰）的設想。這項研究結果認為，火星表麵在早期分布著廣闊的海洋，火星上每平方公裏擁有的水量甚至比地球還多。
美國布朗大學的科學家在英國《自然》雜誌上發表文章說，“火星環球勘探者號”探測器仍在圍繞火星飛行，並向地球發回了8000多張高清晰度照片。在對這些照片進行研究後，發現有一種地形較為光滑。科學家認為，這種地形表明該區域的土層是多孔的土壤裏麵滲入了水後結冰、凝固而成的，或者是水混合了冰、塵土和岩石等，在火星表麵形成了一層厚度達90厘米的覆蓋層。在龐大的火星表麵，從火星寒冷的南極直到大約南緯60°的很大一片區域裏都是這樣的含水區。
雖然目前隻找到了水分解反應的產物之一——氫原子，但是這一發現對於推測火星曾經有過的含水量大有幫助。
研究還表明，早期的火星上有一個海洋，其深度最深可達1.6千米。由於發生了化學反應，加上小行星和彗星的撞擊，致使火星在過去幾百萬年中逐漸失去了所有的水分。
研究人員認為，水仍然存在於火星土壤深處，或者是處於冰凍狀態。
假如將來可以證實這一發現，連同其他火星上有水的證據，便會使火星上曾經存在液態水甚至簡單生命的可信度大大提高。假如人類可以進一步探測出充足的水資源，那麼，人類進行更進一步的火星考察乃至移居火星都將變得更加容易。