Не все экспедиции в 1990-х годах были неудачными. Межпланетная станция Mars Global Surveyor, построенная американцами, стартовала в 1996 году. В ее задачи входили: глобальная съемка поверхности Марса и ее спектрометрирование; составление карты рельефа для выбора удачных посадочных мест будущих миссий. Через 10 месяцев полета станция прибыла к Марсу и начал торможение. Она циркулировала в атмосфере, уменьшая высоту и скорость, около 4 земных месяцев, пока не вышла на расчетную низкую орбиту.

Со своей орбиты станция вела измерения, результаты которых позволили: обнаружить свидетельства пребывания воды на поверхности планеты, причем недавние; подсчитать количество замерзшей воды в полярных шапках Марса (оно составило примерно на 150% больше объема льдов Гренландии); отыскать в южном полушарии районы с сильным магнитным полем (это – свидетельство быстрого охлаждения Марса в начале его существования); составить точную карту рельефа планеты; вести метеорологические наблюдения за перемещением циклонов, облаков и поведением атмосферы.
Аппарат, выполнив основную свою миссию, успешно работал на связи с Землей и помогал в последующих исследованиях вплоть до ноября 2006 года, когда из строя вышел его энергоблок, и связь была утеряна. Mars Global Surveyor является одним из самых удачных проектов США по изучению Красной планеты.