Marquette é mais conhecido por sua exploração do rio Mississippi, que cobriu aproximadamente 1.700 milhas da junção do rio Wisconsin com o Mississippi até o rio Arkansas. Marquette viajou com Louis Jolliet e juntos, não apenas encontraram o rio, eles viajaram pelo que um dia se tornaria Chicago.
Marquette dedicou grande parte do seu tempo de viagem à documentação das coisas que os viajantes viram. Ele foi um dos primeiros europeus a ver e descrever grande parte da vida selvagem e da fauna da região. Eles encontraram várias aldeias de índios americanos ao longo ou perto do rio e aprenderam muito com eles, como o fato de que o rio continuava até o golfo.