Domarna sa att de skulle få höra ett kombinerat fall om äktenskapsförbud i fyra delstater.
Men en dom i högsta domstolen skulle kunna legalisera homosexuella äktenskap i USA.
Domstolen slog tidigare ner en amerikansk lag som förhindrar federalt erkännande av äktenskap i stater som tillåter samkönade äktenskap.
Efter det avgörandet avslutade en våg av beslut i de regionala federala appellationsdomstolarna många statliga homoäktenskapsförbud.
Trettiosex delstater och Columbia District utfärdar nu äktenskapslicenser till samkönade par. Fjorton statliga förbud kvarstår.
På fredag sa domarna att de skulle ta upp fall från homosexuella och lesbiska målsägare i Kentucky, Michigan, Ohio och Tennessee.
I november upphävde en domstol i USA domar som slog ner äktenskapsförbuden i dessa fyra stater, den första appellationsdomstol som gjorde det sedan Högsta domstolens ursprungliga homosexuella äktenskapsdom.
USA:s högsta domstol avböjde tidigare att ingripa i fall som hade lett till en appellationsdomstol, vilket i praktiken gjorde det möjligt för äktenskap att gå vidare.
Under två och en halv timmes diskussioner kommer domarna att behandla två relaterade frågor - om den amerikanska konstitutionen kräver att stater utfärdar äktenskapslicenser till homosexuella och lesbiska par och om stater måste erkänna sådana äktenskap som utförs i andra stater.
Ärendet kommer att behandlas i april och ett beslut väntas i slutet av juni.
USA:s högsta domstol kommer i år att avgöra om homosexuella par har rätt att gifta sig i alla stater.