Серед астрономів, що спостерігали за Марсом, був і випускник Туринського . університету, співробітник Брерської обсерваторії у Мілані Джованні Скіапареллі. Він спостерігав за Червоною планетою з 1877 по 1882 рік. За цей час Марс устиг відійти від Землі на велику відстань, і саме ця обставина допомогла Скіапареллі зробити відкриття: на поверхні Марса чітко виділялися лінії, що простягнулися на сотні й навіть тисячі кілометрів. Сенсаційне відкриття захопило вчених, було висунуто безліч припущень, серед яких навіть була висловлена така думка: це марсіани побудували зрошувальні канали, борючись, таким чином, з безводдям на своїй планеті.
У 1963 році американські вчені Спінрад, Мюнх і Каплан знайшли в атмосфері Марса смуги водяної пари, що переконало вчених усього світу в тому, що атмосфера Марса має виняткову сухість. Ще недавно чимало учених вважало, наприклад, що полярні шапки Марса не що інше, як іній, розташований над полюсами планети. Однак уже точно встановлено, що сезонні полярні шапки складаються із сухого льоду, тобто затверділої вуглекислоти. Коли сезонна марсіанська полярна шапка марсіанською весною зникає, то в її центрі на сотні кілометрів оголюється яскрава пляма, яка зберігається протягом усього літа. Це відкривається скупчення льоду Н20.
Нова ера у вивченні Марса почалася з відправленням американськими й радянськими вченими автоматичних міжпланетних станцій «Маринер» і «Марс» до планети. Вперше автоматична станція «Маринер-4» передала на землю фотографії поверхні Марса, отримані з відстані близько 10 000 км. На поверхні Марса досить чітко було видно величезну кількість кратерів різного розміру.
З 1974 p. радянські космічні станції серії «Марс» зайнялися дослідженням марсіанської атмосфери, у результаті чого картина трохи прояснилася: водяні пари над поверхнею Марса розподілені дуже нерівномірно, а атмосферний тиск дуже низький. На поверхні Марса були виявлені найдавніші утворення — «сухі русла», які вказували на те, що раніше на планеті був м'якший клімат, а отже, була щільніша атмосфера.
Окремі темні плями на поверхні Марса — так звані «моря», які нічого загального не мають із земними морями. Окремі структурні деталі марсіанських «морів» забарвлені в плями різних кольорів — маслиновий, зеленуватий або синюватий. Великі простори навколо цих «морів» одержали назву «пустелі», і мають вони сірувато-червоний колір. Також у ландшафті Марса були виявлені конічні гори вулканічного походження, хоча вулканічна діяльність помічена не була.
У 1976 році американські апарати серії «Вікінг» досягли поверхні Марса. Вони передали на Землю близько 300 тисяч знімків ландшафту Марса, що фіксувалися в пам'яті комп'ютерів.
У 1980 році фахівець НАСА Вінсент Ді Пістро, обробляючи отримані знімки, знайшов у південній частині Ацидалійської рівнини скелю, рельєф якої нагадував звернене до неба людське обличчя. Дивне утворення заввишки близько 300 м і поперечником більше 1500 м викликало сенсаційний інтерес. Американські вчені продовжили більш скрупульозне вивчення загадкового знімка. На споруди, що відстоять від «сфінкса» на 7 км, учені звернули увагу трохи пізніше. (Тюрін-Авінський нарахував у цьому місці цілих 11 споруд-пірамід, тобто справжнє місто). Найсміливіші й найнеймовірніші припущення незабаром підтвердилися. Навіть більше того, на схемі було виявлено 5 великих пірамід і 20 малих, виявлено дороги і вималювався дивний круглий майданчик. Розміри пірамід значно перевищують розміри земних, так, одна з найбільших марсіанських пірамід майже в десять разів перевершує піраміду Хеопса в Єгипті. Виявлене місто назвали Кідонія.
Але не тільки «Вікінги» зафіксували на Марсі дивні об'єкти, більше схожі на штучно побудовані споруди, шо цілком імовірно вказує на те, що їх створили живі й розумні організми. Наприклад, радянська автоматична станція «Марс-3» зафіксувала чітко окреслений світловий відблиск, що повторюється при певних вузлах між Сонцем, поверхнею планети й напрямком осі візування. Відблиск нагадував гру сонячного зайчика на відкритому водному просторі. Але ж відблискувати у такий спосіб на Марсі немає чому!
Два роки по тому електронне око однієї з американських станцій «Мари-нер», що знаходиться біля Марса, зафіксувало невідомий яскравий об'єкт, світло якого порушило систему навігації міжпланетної станції.
Потім почалася смуга разючих невдач. У 1988 році до Марса були запущені два радянські космічні апарати серії «Фобос». Експедиція закінчилася повним крахом. Офіційні джерела оприлюднили інформацію, що один з них зійшов із траєкторії в результаті неправильної команди із Землі, а з другим апаратом був втрачений зв'язок. Невдачі тривали. 23 серпня 1993 року зник на марсіанській орбіті американський «Марс-Обсервер». Загалом на Марс з посланих Росією 10 космічних апаратів приземлилися тільки два (стільки ж, скільки й у американців), всі інші або не виконали програму до кінця, або зникли в безкрайніх просторах космосу.
Але сенсаційного повідомлення ми все-таки дочекалися. Останні автоматичні лабораторії, посаджені на поверхню Марса, взяли проби ґрунту, що вказали на присутність там мікроорганізмів. При пробах антарктичного ґрунту, наприклад, була знайдена значна кількість викопних органічних сполук. А на сакраментальне питання: «Чи є життя на Марсі?» учені відповіли: «Живі мікроорганізми знайдені».
