Patrullbåtarna drev in på iranskt territorialvatten i Persiska viken efter att en av båtarna drabbades av tekniska problem.
Både båtarna och tio besättningsmän omhändertogs av den iranska kustbevakningen, som väntas frige amerikanerna genast på onsdag morgon.
Besättningen som består av nio män och en kvinna, togs till en militärbas på ön Farsi.
De ska under morgonens lopp transporteras till ett amerikanskt örlogsfartyg i närheten.
Den amerikanska flottan förlorade kontakten med patrullbåtarna då de befann sig mellan Kuwait och Bahrain.
Fartyg som tillhör hangarfartyget Harry S. Trumans eskader, började genast spana efter båtarna.
Båtana är små och enkla och har ingen känslig militärteknologi ombord, enligt försvarsministeriet Pentagon
Kerry tog genast kontakt med Zarif
– Vi har stått i kontakt med Iran och har fått försäkringar om att besättningen och båtarna återbördas snabbt, säger Pentagons talesman Peter Cook.
USA:s utrikesminister John Kerry ringde till Irans utrikesminister Mohammed Javad Zarif genast när han fick veta vad som hade hänt, för att minska risken för en konfrontation.
Relationerna mellan USA och Iran är fortsatt spända trots att man har kommit överens om en fredlig lösning på konflikten om Irans kärnkraftsprogram.
USA upprätthåller fortfarande sina egna sanktioner bland annat mot lrans aktiva missilprogram.
Irans färska missiltest i Persiska viken i december utlöste kraftiga amerikanska protester.