１２月１７日出版的美国《科学》杂志评出了２００４年度的十大科学突破，火星上发现水的证据荣登榜首，其余９项研究分别是最小型人类化石的发现、人类的克隆、固体冷凝物的实现、隐藏的基因组财富、脉冲星对的发现、动植物多样性的减少、对水的深入认识、为世界穷人研制的药物，以及水滴中的基因组。除了排在第一名的研究成果外，其余９项研究的排名不分先后。
《科学》杂志认为，２００４年也是科学界的突破年，因为在世界两大洲，科学家和政府间的关系在２００４年出现了冲突。美国的研究人员控告布什政府将意识形态置于科学之前，法国和意大利的科学家则对预算的削减和其它一些问题向政府提出了抗议。
这一期的《科学》杂志还对２００５年的热点科学领域进行了预测。这些领域包括肥胖症药物、国际人类基因组单倍体图计划，以及“卡西尼－惠更斯”计划对土星卫星“泰坦”的探测。
火星上水的发现
科学家们发现了火星上潜在的支撑生命的物质——微盐酸型水的证据。借助于遥感太空飞船，美国国家航空和宇宙航行局（ＮＡＳＡ）两个勇敢的小型机器人探测器首次完成了对另外一个行星的地质学实地勘测。其中，“机遇号”火星探测车在火星本初子午线平地的“鹰坑”发现了暴露的岩床，从而提出了一个干湿交替的历史。在这个红色行星的另一面，“勇气号”火星探测车发现了浅浅的地下水，这种水可能将几百米厚的火山灰转变成为含铁丰富的松软岩石。
最小型的人类化石
科学家们在印度尼西亚弗洛瑞斯岛的洞穴里发掘出了一种新型的小人类物种化石，它表明在１８０００年前现代人和这些小型“原始人”共同生活在地球上。这种新型的人类化石被认为可能是从孤立在这个岛上的更早期直立人演化而来的，而且为了更好地利用稀有资源，他们的数量减少了。或者，可以简单地认为这些化石是现代人在“头小畸形”环境下出现的小头的遗迹。
固体冷凝物的实现
认识到如何在其能带之下将两个基本类型的原子冷却成单个的量子状态或“冷凝物”后，研究人员在２００４年开始认真研究这种陌生的物质形态。他们知道当原子间距离增加时冷凝物的状态是如何变化的，而且他们还创造出了固体冷凝物，这是对早些时候成功制造气态和液态冷凝物的丰富和完善。
