Перший етап — плавання норманнів
Першими європейцями, що побували в Америці, були норманни, що досягли її берегів у X—XI ст. Ейрік Рауді у 981—983 pp. плавав уздовж берегів Гренландії, його син Лейв Ейрікссон бл. 1000 р. досяг узбережжя п-ова Лабрадор і о. Ньюфаундленд, однак їхні подорожі в той час не були відомі у Старому Світі.
Другий етап — іспанські, англійські і французькі експедиції XV — першої половини XVIII ст.
Після відкриття X. Колумбом Багамських о-вів, Куби і Гаїті у 1492 p., який вважається роком відкриття Америки, найбільш активні дослідження берегової лінії і внутрішніх частин континенту вели іспанські, англійські і французькі мандрівники. Англійська експедиція під керівництвом італійця Дж. Кабота у 1497—1498 pp. пройшла вздовж східного берега Північної Америки від Ньюфаундленда майже до Флориди. У 1513 р. іспанський конкістадор X. Понсе де Леон відкрив п-ів Флориду, а В. Нуньєс де Бальбоа перетнув Панамський перешийок і першим побачив Тихий океан. П-ів Юкатан, західні, північно-західні та південні береги Мексиканської затоки були відкриті у 1517—1519 pp. іспанськими конкістадорами (Ф. Ернандес Кордова, X. Гріхальва та інші). У1519—1521 pp. Е. Кортес відкрив і протягом короткого часу завоював величезну імперію ацтеків в Мексиці. У 1524 р. загони Кортеса в пошуках морського проходу з Тихого океану в Атлантичний перетнули Центральну Америку, через Мексиканське плоскогір'я вийшли до Тихого океану і по суходолу просунулися до Гватемали і Гондурасу. У цьому ж році італієць Дж. Верраццано обстежив східне узбережжя між 34° і 46° пн. ш. Іспанська експедиція під керівництвом X. Авіли, пройшовши вздовж узбережжя від Панамської затоки до затоки Фонсека, висадилася на берег і відкрила озера Нікарагуа і Манагуа.
У 1528 р. іспанська експедиція під командуванням П. Нарваеса відкрила дельту Міссісіпі, О. Хіменес у грудні 1533 р. відкрив Каліфорнію, Ф. Васкес Коронадоу 1540—1541 pp. перетнув плато Колорадо, південну частину Скелястих гір і Великі рівнини, досягши 40° пн. ш., експедиція конкістадора Е. де Сото у 1539—1542 pp. обстежила Південні Аппалачі, відкривши pp. Алабама і Теннесі.
Подорожі англійських дослідників були зосереджені головним чином в північній частині материка, французьких — в східній, північно-східній і центральній. Намагаючись знайти Північно-Західний прохід з Атлантичного в Тихий океан, французька експедиція під керівництвом корсара Ж. Картьє у 1534— 1535 pp. обійшла з півночі о. Ньюфаундленд і відкрила південно-східний берег п-ова Лабрадор, р. Св. Лаврентія. У1576— 1631 pp. англійські мореплавці і корсари вивчали береги моря Баффіна і Гудзонової затоки (М. Фробішер, Дж. Девіс, Г. Гудзон та інші). У 1605— 1607 pp. французький мандрівник С. Шамплейн дослідив частину Атлантичного узбережжя США, у 1608 р. заснував місто Квебек, пізніше просунувся у внутрішню частину континенту, відкрив гори Адірондак і озеро, назване його ім'ям. Е. Брюле у 1610 р. відкрив озеро Гурон, а до 1640 р. французами були відкриті усі Великі озера. У 1678—1681 pp. французька експедиція, очолювана Р. Ла Салем, пройшла водними шляхами від р. Св. Лаврентія через Великі озера до Міссісіпі. У 1734—1749 pp. французький дослідник П. Варенн з синами відкрив озера Вінніпег, Манітоба та інші.
Третій етап — російські, французькі і англійські експедиції XVIII—XIX ст.
До середини 30-х pp. XVIIІ ст. численні російські експедиції (В. Беринга, П. Нагібіна, А. Мельникова тощо) уперше обстежили береги Північної Америки в районі затоки Аляска. У 1732 г. І. Федоров першим серед мандрівників побачив обидва береги Берингової протоки, по матеріалах його експедиції було складено першу карту протоки. Відкриття Аляски пов'язують з експедицією В. Беринга і О. Чирикова, яка у 1741 р. нанесла на карту бл. 400 верст північно-західного узбережжя Північної Америки, відкрила декілька з Алеутських о-вів. Промисловці А. Толстих, С. Глотов, С. Пономарьов та інші відкрили Пацюкові, Андріянівські та Лисячі о-ови. У 1768—1769 pp. П. К. Креницин і М. Д. Левашов завершили обстеження Алеутських о-вів. На одному з них (о. Кадьяк) купець Г. І. Шеліхов у 1784 р. заснував перше російське поселення.
У 1778 р. Дж. Кук у пошуках Північно-Західного проходу пройшов уздовж західного узбережжя Північної Америки і вийшов у Берингово море. Поблизу берегів Аляски він зустрів російських моряків, від яких отримав відомості про цей регіон. Під час цього плавання він відкрив Гавайські о-ови, частину узбережжя Аляски із затоками Прінс-Вільям, Кука, Бристольським і Нортон. У 1770—1787 pp. англійські експедиції С. Херна, Дж. Фробішера та інші відкрили ланцюг канадських озер, включаючи Велике Невільниче озеро і Атабаска, а у 1792 г. О. Маккензі відкрив Велике Ведмедяче озеро. У 1792— 1794 pp. О. Маккензі першим з європейців перетнув Північну Америку зі сходу на захід; зібраний ним матеріал мав велике значення для вивчення внутрішніх областей континенту. Дж. Ванкувер, що керував кругосвітньою експедицією, у 1792—1794 pp. обстежив Тихоокеанське узбережжя, наніс на карту береги від Каліфорнії до Аляски, частково використавши при цьому відомості, отримані від російських моряків і іспанських поселенців. Спільно з іспанською гідрографічною експедицією він відкрив острів, названий згодом його ім'ям. Складені ним карти відрізняються великою точністю.
У 1784— 1795 pp. російські дослідники і підприємці завершили обстеження Аляски. Великий внесок у це зробили Г. І. Шеліхов, результати спостережень якого на Алясці та в інших районах були викладені у звіті (переведеному потім на багато мов), і підприємець О. А. Баранов, що склав географічний опис о. Кадьяк і обстежив північний і східний береги затоки Аляска з метою розвитку хутрового промислу і пошуку корисних копалин. Споряджені Барановим експедиції досягли Каліфорнії і заснували там поселення Росс.
Четвертий етап — експедиції XIX—XX ст.
У 1816— 1844 pp. російські дослідники О. Е. Коцебу, М. Васильєв, В. Малахов та інші відкрили затоку Коцебу, острів Нунівак, багато річок на Алясці. У цей же період американські мандрівники М. Льюїс і У. Кларк простежили течію р. Міссурі і подолали Скелясті гори у середній частині (1804—1806), Дж. Бріджер, П. Огден та інші вивчили Каліфорнійську долину і Великий Басейн (1824—1853).
Англійські дослідники зосередили свої зусилля головним чином на пошуках Північно-Західного проходу. У 1818 р. Джон Росс досяг Баффінової затоки і увійшов у протоку Ланкастера, яку він помилково прийняв за затоку, після чого повернув назад. У. Е. Паррі в 1819— 1824 pp. першим пройшов цю протоку і обстежив значну частину о-вів Канадського Арктичного архіпелагу, довівши, що Баффінова Земля є островом. У 1830—1831 pp. племінник Джона Росса — Джеймс Росс під час зимівлі на п-ові Бутія визначив положення Північного магнітного полюса. У 1819—1822 pp. і 1825—1827 pp. Дж. Франклін керував експедиціями з вивчення Американського Арктичного узбережжя, які, зокрема, відкрили один з найбільших островів Канадського Арктичного архіпелагу — о. Вікторія. У 1845 р. він на двох кораблях відправився в плавання з метою пошуку Північно-Західного проходу, однак експедиція пропала безвісти. На її пошуки були споряджені бл. 50 експедицій, які зробили великий внесок у дослідження Канадської частини Арктики.
У 1858—1871 pp. американські мандрівники Й. Кейн, І. Хейс і Ч. Холл відкрили басейни pp. Кейн і Холл і потрапили у море Лінкольна. У 1898— 1902 рр. норвезький дослідник О. Свердруп відкрив західний берег о. Елсмір і групу островів, названу його ім'ям. Ф. Нансен у 1888 р. здійснив перший в історії лижний перехід через Гренландію, пройшовши її зі сходу на захід в її південній частині. Через чотири роки американець Р. Пірі на собаках перетнув Гренландію у зворотному напрямі, вийшов на її північний край, остаточно встановивши, що це острів. Дослідження о-вів Канадського Арктичного архіпелагу завершили у 1914—1917 pp. канадські дослідники В. Стефансон і С. Сторкерсон. Першим проплив Північно-Західним проходом від Гренландії до Аляски у 1903—1906 pp. норвезький мандрівник Р. Амундсен, який виконав під час плавання важливі геомагнітні спостереження і наніс на карту понад 100 островів.
У кінці XIX — на початку XX вв. американські і канадські дослідники, головним чином геологи, провели регулярні роботи з вивчення Скелястих гір, плато Юкон і відкрили вищу точку Північної Америки — гору Мак-Кінлі на Алясці.