La première exploration du site de Madâ'in Sâlih a été réalisée en 1876-1877 par le voyageur britannique Ch.Doughty (voir la bibliographie dans la rubrique « pour en savoir plus »). Celui-ci a été suivi, quelques années plus tard, par Ch. Huber (voyageur français) et J. Euting (savant allemand). La moisson épigraphique de ces trois précurseurs a été rassemblée en 1889 dans le Corpus inscriptionum semiticarum .
L'exploration la plus systématique du site a été menée entre 1907 et 1910 par les pères dominicains de l'École Biblique et archéologique française de Jérusalem, A. Jaussen et R. Savignac, auteurs d'une monumentale Mission archéologique en Arabie , dont les volumes ont été réédités en fac-similé, au Caire, en 1997.
Après la première guerre mondiale, le site a été visité par J. Philby, diplomate britannique puis conseiller du roi ‘Abdelaziz, auteur d'un ouvrage intitulé The Land of Midian , paru en 1957. Après lui, on peut signaler la prospection réalisée en 1962 par les archéologues canadiens F.V. Winnett et W.L. Reed, dont les résultats ont été publiés, avec la collaboration d'autres savants, dans Ancient Records from North Arabia , paru en 1970.
Enfin, en 1968, une équipe de l'Université de Londres, sous la direction de P. Parr, s'est rendue sur le site et a publié les résultats de ses recherches dans le Bulletin of the Institute of Archaeology de 1972. Depuis les années 1960, des travaux d'exploration, de fouille et de conservation ont été entrepris avec succès par le Département des Antiquités saoudien. Les fouilles les plus récentes, réalisées par D. al-Talhi, ont eu lieu en 2003 et ont mis au jour une grande inscription latine datée des années 175-177.
En 1978, une mission réalisée à la demande du gouvernement saoudien par l'Institut Géographique National a permis d'obtenir trente-six photographies aériennes au 1/5000 formant des couples stéréoscopiques, dont une carte au 1/1000 a été extraite par restitution. Cette carte a été complétée par les relevés de terrain effectués par les ingénieurs de l'IGN en 1978 puis par les topographes de la mission, qui ont notamment procédé à son rattachement au système de coordonnées UTM. L'ensemble des planches a été digitalisé et intégré dans un SIG. À ces documents s'ajoutent soixante-douze couples de photographies au sol, noir et blanc et sur plaques de verre, représentant les principales façades de tombes du site. Elles ont permis d'obtenir la restitution photogrammétrique de quatre-vingt huit tombeaux de Madâ'in Sâlih. Il faut rappeler que l'IGN est à l'origine de la numérotation des principaux monuments du site.
