Это был опасный и утомительный переход: пешком, по узким ущельям, под проливным дождем, без обуви, которая быстро износилась и развалилась. Приходилось ночевать в мокрой одежде под открытым небом, брести, утопая в грязи, карабкаться по узким тропинкам... На пути ив провинции Кито они исследовали вулканы Экваториальных Анд, в июне поднимались на потухший вулкан Чимборасо (6267 метров) и достигли высоты 5760 метров мировой рекорд того времени, затем путешествовали в Перуанских Андах и в октябре прибыли в Лиму. В январе 1802 года путешественники достигли города Кито. В благодатном климате Перу они провели около года. Гумбольдт и Бонплан изучали богатую природу этой части Америки. Гумбольдт поднимался на вулканы Пичинчу, Котопахи, Антизану и другие. В декабре 1802-го марте 1803 года исследователи перешли морем через Гуаякиль к порту Акапулько и через три недели были в городе Мехико. Там они прожили до января 1804 года, совершая недалекие экскурсии по стране. ГУМбольдт продолжал изучение вулканов. 9 июля 1804 года, после почти пятилетнего пребывания в Америке, Гумбольдт и Бонплан отплыли в Европу и 3 августа того же года высадились в Бордо. Это было одно из величайших по научным результатам путешествий, хотя Гумбольдт и Бонплан не сделали никаких территориальных географических открытий. Метод географических исследований Гумбольдта стал образцом для научных экспедиций XIX века. До этой экспедиции только один пункт внутри Южной Америки Кито был точно определен астрономически; геологическое строение ее было вовсе неизвестно. Гумбольдт определил геологическое положение различных пунктов, произвел около 700 измерений высот, то есть создал географию и орографию местности, исследовал ее геологию, собрал сведения о климате страны. Гербарий состоял из 6000 экземпляров растений, в том числе около 3000 неизвестных раньше видов. Были исправлены и дополнены карты течения Ориноко и Амазонки; определено направление некоторых горных цепей и открыты новые (например, Анды Паримы), выяснено распределение гор и низменностей; нанесено на карту морское течение вдоль западных берегов Америки, названное Гумбольдтовым. Он изучал деятельность вулканов в том числе знаменитого Иорульо, образовавшегося в 1755 году, произвел многочисленные барометрические измерения, исследовал пирамиды и храмы древних обитателей Мексики ацтеков и тольтеков, изучал историю и политическое состояние страны. Один из создателей физической географии как науки, Гумбольдт, описывая посещенные им страны, дал образцы научного страноведения. Он теоретически обобщил наблюдения и удачно пытался установить взаимную связь различных географических явлений и их распределение на Земле.
Он стал одним из основоположников современной географии растений, выдающимся историком географических открытий, климатологом, океанографом, картографом и магнитологом. В Париже он был встречен в ученых кругах с восторгом. Только Наполеон Бонапарт принял его холодно и ограничился пренебрежительным замечанием: Вы занимаетесь ботаникой? Моя жена тоже занимается ею . Гумбольдт в течение двадцати лет обрабатывал в Париже вместе с французскими учеными собранные им и Бонпланом огромные материалы: итогом стал незаконченный труд Издание содержит 1425 таблиц, в том числе цветных. А в 1808 году вышли написанные в популярной форме Картины природы , переведенные на все европейские языки. В 1805 году он отправился в Италию, к брату, которому передал материалы для изучения американских наречий, собранные во время путешествия; затем посетил Неаполь, где наблюдал извержение Везувия. В этой экскурсии его сопровождали физик Гей-Люссак и геолог Леопольд фон Бух. Из Неаполя Гумбольдт отправился в Берлин, в самый разгар австро-французской войны, закончившейся Аустерлицем. Мое путешествие через Вену и Фрейберг затруднено войною... Наука теперь перестала быть палладиумом... А Готтардский проход! какими ливнями, снегом и градом встретили нас Альпы! Нам пришлось-таки потерпеть на пути от Лугано до Люцерна. И это называется умеренным климатом! В Берлине он жил в 1806-1807 годах. Ученый настолько увлекся магнитными наблюдениями, что несколько ночей провел почти без сна. В июле 1808 года Гумбольдт сопровождал в Париж принца Вильгельма Прусского, который ездил туда для переговоров с Наполеоном. Гумбольдт, пользовавшийся большим влиянием в парижском высшем обществе, знакомый с влиятельнейшими лицами во Франции, должен был подготовить визит принца. По окончании этой официальной миссии, с блеском им исполненной, он получил разрешение короля остаться в Париже. Гумбольдт прожил во Франции почти 20 лет (1809-1827). Еще в Америке Гумбольдт мечтал о путешествии в Индию и на острова Малайского архипелага и теперь деятельно готовился к нему, изучая персидский язык у знаменитого ориенталиста Сильвестра де Соси. Научные занятия и подготовка к путешествию заставляли его отказываться от официальных предложений из Пруссии. Так, в 1810 году канцлер Гарденберг пригласил его занять место начальника секции народного образования в министерстве внутренних дел в Берлине. В следующем году русский канцлер, граф Румянцев, предложил Гумбольдту присоединиться к посольству, которое император Александр I отправлял в Кашгар и Тибет. Ученый согласился, рассчитывая пробыть в Азии лет семь-восемь, но его планы нарушила война 1812 года...
Из Парижа Гумбольдт иногда выезжал в Вену, Лондон. Во время этих поездок он вел геологические, магнетические и другие наблюдения. В 1829 году по приглашению русского правительства Гумбольдт прибыл в Россию. Все свое состояние Гумбольдт истратил на научные предприятия; пенсию в 5 тысяч талеров он расходовал как на себя, так и на поддержку начинающих ученых, студентов и просто нуждающихся людей. В Берлине Гумбольдт получил от русского правительства вексель на 1200 червонцев, а в Петербурге 20 тысяч рублей. Всюду были заранее подготовлены экипажи, квартиры, лошади; в проводники Гумбольдту назначен чиновник горного департамента Меншенин, владевший немецким и французским языками; в опасных местах на азиатской границе путешественников должен был сопровождать конвой; местные власти заранее уведомлялись о прибытии ученых. Словом, это путешествие походило на поездку какой-нибудь владетельной особы. Гумбольдта сопровождали Розе и Эренберг. Первый вел дневник путешествия и занимался минералогическими исследованиями; второй собирал ботанические и зоологические коллекции; сам Гумбольдт взял на себя наблюдения над магнетизмом, астрономическое определение мест и общее геологическое и географическое исследование. Русское правительство заявило, что выбор направления и цели путешествия предоставляются на усмотрение Гумбольдта и что правительство"желает только оказать содействие науке и, насколько возможно, промышленности России . Итак, 12 апреля 1829 года Гумбольдт оставил Берлин и 1 мая прибыл в Петербург. Отсюда путешественники отправились через Москву и Владимир в Нижний Новгород. Постоянные приветствия, заботливость и предупредительность со стороны полиции, чиновников, казаков, почетной стражи! К сожалению, почти ни на минуту не остаешься один: нельзя сделать шагу, чтобы не подхватили под руки, как больного . Из Нижнего отправились по Волге в Казань, оттуда в Пермь и Екатеринбург. В течение нескольких недель ученые разъезжали по Нижнему и Среднему Уралу, исследовали его геологию, посетили заводы Невьянск, Верхотурье, Богословск и другие, осмотрели разработки железа, золота, платины, малахита. Далее Гумбольдт отправился в Тобольск, а оттуда, через Барнаул, Семипалатинск и Омск, в Миасс. Путь лежал через Барабинскую степь, где в то время свирепствовала сибирская язва. Мириады комаров и мошек терзали путешественников. Тем не менее удалось собрать богатейшие зоологические и ботанические коллекции. В Омске Гумбольдта приветствовали на трех языках: русском, татарском и монгольском. В Миассе, где Гумбольдт отпраздновал шестидесятилетие, чиновники поднесли ему дамасскую саблю.
На Оренбургской военной линии коменданты маленьких крепостей встречали его в полной форме, со всеми военными почестями и рапортами о состоянии подведомственных им войск. Толпы народа сбегались посмотреть на великого путешественника. Из Миасса Гумбольдт предпринял несколько экскурсий в Златоуст, Кичимск и другие районы, затем отправился в Орск, а оттуда в Оренбург. Осмотрев илецкие соляные залежи, путешественники посетили Астрахань: Гумбольдт не хотел умирать, не повидав Каспийского моря . В Астрахани их встретила депутация от русского купечества с хлебом и солью, а также персы, армяне, узбеки, татары, туркмены, калмыки. Из Астрахани путешественники совершили небольшую поездку по Каспийскому морю; затем отправились обратно в Петербург, куда прибыли 13 ноября 1829 года. Таким образом, стечение восьми месяцев было пройдено 18 тысяч верст; в том числе 790 по рекам и Каспийскому морю; 53 раза переправлялись через реки; 658 почтовых станций должны были подготовить 12 тысяч 244 лошади. Экспедиция по России была кратковременной, охватила громадное пространство и, конечно, не могла дать таких блестящих результатов, как работа в Америке, но все же Гумбольдт опубликовал ряд статей и две книги с описанием своей экспедиции. Популярность его в Париже была огромной. Несмотря на преклонный возраст, Гумбольдт не ослаблял научную деятельность. Им был издан огромный пятитомный труд Космос по истории географии, где были изложены причины, подготовившие открытие Нового Света, древнейшие сведения о нем, постепенный ход открытий в XV и XVI веках, сведения о старинных картах Америки и так далее. В Космосе Гумбольдт хотел собрать и обобщить все достижения современной ему науки о природе Вселенной. Это обширное сочинение явилось результатом многолетней работы. Имя Александра Гумбольдта во многих местах отмечено на географической карте. Его именем названы горный хребет в Центральной Азии, река и озеро в Северной Америке, местность в Калифорнии с горой Гумбольдту залива Гумбольдта, ледник в Гренландии, горы в Австралии, Новой Гвинее и в Новой Зеландии, а также несколько видов растений, минерал гумбольдтит и, наконец, кратер на Луне.