В распоряжении Скиапарелли находился не самый новый телескоп-рефрактор, но зато его объектив был изготовлен известным немецким оптиком Мерцем и отличался весьма высокими оптическими качествами. Кроме того, миланский астроном тщательно готовился к каждому наблюдению. Чтобы еще повысить остроту своего феноменального зрения, Скиапарелли перед наблюдениями Марса некоторое время находился в полной темноте. Для уменьшения контраста между фоном неба и ярким красноватым диском планеты Скиапарелли освещал поле зрения телескопа оранжевым светом. Наконец, в день наблюдения он никогда не употреблял возбуждающих напитков, к числу которых им был отнесен и кофе.

Миланский астроном подключился к изучению Марса довольно поздно — 12 сентября, то есть уже через неделю после «пика» противостояния. Он не сомневался в том, что красная планета во многом подобна Земле, и признавал разделение областей Марса на «моря» и «континенты». Но их присутствие подразумевает наличие рек.

Именно «русла рек» и разглядел острый глаз Скиапарелли. В первый раз он их заметил в октябре 1877 года — тонкие прямые линии, пересекающие красноватые «материки» Марса. Но астроном не был уверен в достоверности увиденного и не стал делать преждевременные выводы. Сеть линий он распознал только в январе 1878 года, дальнейшие наблюдения, по март 1878 года, подтвердили, что он не ошибся.

В своих записях и в отчете для научных журналов он назвал эти линии «canali», хотя имел в виду первоначальное значение этого слова в итальянском языке — узкий водный проток, русло реки. Это подтверждает и то обстоятельство, что в своих статьях Скиапарелли зачастую использует близкое по смыслу слово — «fiume» (река).

Однако его открытие попало на хорошо подготовленную почву. В то время строительство каналов было излюбленной темой для прессы.