Pada musim MotoGP 2004, Carlos Checa membalap untuk tim Gauloises Fortuna Yamaha. Ia mengendarai motor Yamaha YZR-M1. Musim tersebut merupakan salah satu musim yang menantang baginya, dengan beberapa hasil yang cukup baik meskipun tidak ada kemenangan. Performa Checa di musim 2004 memberikan kontribusi pada perkembangan Yamaha di ajang MotoGP.