Ngày 2 tháng 2 năm 2004 rôbốt tự hành Opportunity cũng đã gửi về bức ảnh toàn cảnh 360 độ đầu tiên chụp bề mặt sao Hoả, đồng thời mở rộng một cánh tay rôbốt có thể chạm tới bề mặt hành tinh đỏ. Bức ảnh cung cấp tầm nhìn rộng hơn về bề mặt đất đỏ và cái rìa mấp mô của cái hố nơi con tàu đỗ xuống. Cánh tay rôbốt của Opportunity bao gồm một số công cụ có thể nghiên cứu vật chất tìm thấy trên bề mặt hành tinh. Opportunity đã khám phá ra một khoáng chất gọi là hematite xám trong đất tại nơi nó đỗ. Bằng chứng ban đầu cho thấy khoáng chất giàu sắt này thuộc một dạng có trong nước lỏng, cung cấp bằng chứng rằng khu vực này ẩm ướt hơn nhiều và có thể hỗ trợ sự sống từ rất lâu. Các kỹ sư tin rằng ít nhất một hoặc cả hai rôbốt (Opportunity và Spirit) sẽ kéo dài gấp đôi thời gian dự định là 90 ngày. Khi đã lên đường, 2 chiếc rôbốt 6 bánh sẽ lướt qua hàng nghìn mét, từ mục tiêu này đến mục tiêu khác, không giống như những sứ mệnh nào trên sao Hỏa trước đó. Các nhà khoa học NASA cho biết hai chiếc tàu chạy bằng năng lượng Mặt Trời này có dư thừa thời gian để rà soát khắp những vi trí khó khăn. Ngày 30 tháng 3 năm 2004 tàu thăm dò Mars Express của Cơ quan vũ trụ châu Âu đang bay quanh hành tinh đỏ đã phát hiện khí mêtan trong bầu khí quyển của nó - một dấu hiệu cho thấy sự sống có thể tồn tại ở đây. Tín hiệu đặc trưng cho khí mêtan đã được kính thiên văn hồng ngoại ở Hawaii và Đài quan sát Nam Gemini ở Chile nhận ra. Các nhà khoa học đang vận hành tàu thăm dò Mars Express cũng tuyên bố đã tìm thấy sự có mặt của loại khí này trong bầu khí quyển. Tuy nhiên, mêtan không phải là dạng phân tử bền vững trong bầu khí quyển của sao Hoả. Nếu không được bổ sung thường xuyên theo cách nào đó, nó chỉ có thể tổn tại vài trăm năm trước khi biến mất. Chính vì thế, các nhà khoa học đang xem xét hai khả năng có thể xảy ra. Giả thiết thứ nhất là trên Hỏa tinh đang tồn tại các núi lửa hoạt động và quá trình phun trào dung nham của chúng làm giải phóng khí mêtan. Tuy nhiên, hướng đi này vấp phải một trở ngại lớn: cho đến nay, rất nhiều tàu thăm dò đã bay trên quỹ đạo của hành tinh đỏ song vẫn không tìm thấy núi lửa nào hoạt động. Mặt khác, nếu núi lửa hoạt động chịu trách nhiệm sản sinh ra loại khí này, thì đó quả thực là một khám phá quan trọng. Nhiệt giải phóng ra từ núi lửa sẽ làm tan chảy lượng băng lớn ở gần bề mặt, tạo ra môi trường thuận lợi cho sự sống nảy mầm. Giả thiết thứ hai là mêtan sinh ra từ quá trình hoạt động của vi khuẩn. Trên Trái Đất, có những vi khuẩn có thể tổng hợp mêtan bằng cách hoá hợp hiđrô và cácbon điôxit. Những sinh vật này không cần ôxy cho quá trình sống, và rất có thể trên sao Hỏa cũng đang tồn tại nhũng loại vi khuẩn tương tự. Hai tàu thăm dò song sinh của Mỹ đã hạ cánh xuống Hỏa tinh không thể trả lời cho nguồn gốc của khí mêtan, bởi chúng được thiết kế để làm việc với các cấu trúc địa chất. Tuy nhiên, các chuyến bay tương lai có thể mang theo những thiết bị cảm biến phân tích mêtan, và xác định nơi bắt nguồn của chúng.
Tàu thăm dò Opportunity mới đây lại phát hiện ra bề mặt hành tinh đỏ xâm xấp nước trong một thời gian dài, không phải chỉ là vài năm mà là nhiều thiên niên kỷ. Đây là thông tin quan trọng nhất đối với sứ mệnh của nó: các túi nước từng tồn tại trên bề mặt thiên thể này. Tuy nhiên, những chứng cứ thu được khi đó chỉ chứng tỏ một sự kiện duy nhất - một kịch bản ẩm ướt - song không xác định được nó kéo dài trong bao lâu. Phát hiện mới, do Phòng thí nghiệm Jet Propulsion của NASA công bố, đã đẩy biên giới của thời kỳ này lùi xa hơn nữa, tới những giai đoạn địa chất khác. Sau khi thăm dò xuống vài mét trong miệng hố khổng lồ Endurance, tàu Opportunity đã tìm thấy một "sống lưng nhọn" - là một dãy các phiến đá mỏng, thẳng đứng và lởm chởm ôm lấy rìa ngoài của một khối đá gốc phẳng. Nhóm nghiên cứu phỏng đoán dãy sống lưng này được hình thành từ một khối đá nguyên thuỷ ban đầu, mà một số lớp trong đó bị đứt gãy. Các dòng nước khoáng khi thấm qua những đứt gãy sẽ khoét rỗng chúng, hình thành các khe rỗng hay mạch ngầm, trong khi chất khoáng lắng lại thành trầm tích. Những khối trầm tích như vậy rắn hơn vật liệu đá xung quanh, do đó, khi đá bị xói mòn cuốn trôi đi xa, chỉ có dãy trầm tích trụ lại, tạo thành cấu trúc sống lưng nhọn. Tại lòng chảo Endurance, cho tới nay nhiều bằng chứng về nước đã được tìm thấy qua 5 tầng địa chất, tới tận tầng đá gốc, trong đó có các loại khoáng kỳ lạ, những lỗ rỗng để lại sau quá trình hoà tan tinh thể muối khoáng và các khối hematit hình cầu. Tuy nhiên, phát hiện mới về dãy đá sống lưng đã mở rộng đáng kể gia phả đó. Các chuyên gia nhận định phải trải qua một thời gian rất dài, các trầm tích khoáng mới có thể nén ép vào nhau thành đá, và đủ cứng để tạo thành những hình khối lởm chởm chứ không bị sụp đổ xuống. Khoảng thời gian này thực tế chưa xác định được song người ta phỏng đoán nó cũng đủ lâu để các dạng sống có thể xuất hiện trên sao Hoả.