Все это стало возможным с того времени, как М.В. Ломоносов в 1758 г. возглавил географический департамент, созданный на базе Академии наук «для рассуждения о делах, до российской географии касающихся». Его главной задачей было составление верных карт России и постоянная их проверка и дополнение. (Ныне эта работа совершается в электронных картах и атласах). Департамент состоял из профессоров, адъюнктов и студентов, чертивших карты и проводивших другие работы под руководством адъюнктов.
Для определения широты и долготы каждого значительного города Ломоносов предложил послать три экспедиции. Но интриги ряда академиков сорвали эти планы, экспедиции так и не состоялись. Вместе с тем, ответы на запросы географического Департамента были обработаны студентом Абрамовым и сведены в четыре тома. М.В. Ломоносов впервые в Академии наук начал массовое изготовление глобусов «на пользу географии российской».
Ученый пытался организовать ряд экспедиций и направить их, прежде всего, в самые густонаселенные и в самые экономически развитые и богатые ресурсами области России. Сохранились карты маршрутов географических экспедиций, собсобственноручно намеченных М.В. Ломоносовым. К сожалению, он так и не смог добиться в Сенате и Академии выделения средств на их организацию и проведение. Но знаменитые академические экспедиции П.К. Криницина, И.И. Лепехина, Н.Я. Озерецковского (1765-1774 гг.) были прорывом в географическом изучении России. За короткий срок была исследована и открыта новая часть мира. Впервые было дано всестороннее описание окружающей природы, полезных ископаемых и хозяйств крупных регионов страны.
Велик вклад М.В. Ломоносова в освоение Северного Морского пути. Знание морского дела в отрочестве и юности, вероятно, побудило Ломоносова составить и поднести в сентябре 1763 г., девятилетнему генерал-адмиралу Великому князю Павлу Петровичу «Краткое описание разных путешествий по северным морям и показания возможного прохода сибирским океаном в восточную Индию». Это произведение понравилось при дворе, юный генерал-адмирал послал его в Морскую Российских флотов комиссию с тем, что, если в нем не сыщется невозможностей, то сообщить ему для доклада государыне. Экспедиция под началом адмирала В.Я Чичагова отправилась уже после смерти Ломоносова, но из-за льдов ничего не смогла сделать, такая же неудача постигла экспедицию и в 1766 г.
Перекликается с этой работой и другое произведение ученого — «Мысли о происхождении ледяных гор в северных морях», написанное в 1763 г. по случаю избрания его почетным членом Стокгольмской Академии. Потомок поморов дал первую классификацию морских льдов, разделив их на шугу, паковый лед и айсберги (ледяные горы). Он предположил, что рождающие айсберги ледники могут находиться на еще не открытом материке или крупных гористых островах («покрытых многими и несходящими льдами»). Ломоносов обосновал существование большого арктического дрейфа с востока на запад, которое было подтверждено в конце XIX — первой половине XX вв. Это позволило, начиная с экспедиции Ф. Нансена на «Фраме» (1893-1896 гг.), исследовать Арктику, используя естественный дрейф льдов.
В 1764 г. появилась работа Ломоносова «О северном мореплавании на восток по сибирскому океану, сопровождаемое «примерной" инструкцией морских офицеров», где высказано предположение, что главным препятствием для плавания является не полярный холод, а льды.
Каждый период жизни М.В. Ломоносова давал повод задумываться о причинах тех или иных явлений на нашей планете. Годы учебы в Германии постоянно подталкивали ученого к размышлениям о строении и динамике земной коры, о процессах, преобразующих лик Земли.
В «Слове о рождении металлов от трясения Земли» (1757 г.) и в работе «О слоях земных» (1763 г.) явно прослеживается анализ разгула подземных стихий при Лиссабонском катастрофическом землетрясении 1755 г.
Минеральным богатствам России посвящена капитальная работа Ломоносова «Первые основания минералогии и рудных дел» (1763 г.). Этот труд великого ученого имеет огромное значение. Во-первых, он создает русский научный язык, а во-вторых, ярко и образно описывает явления естественно-научной геологии, минералогии и географии. Ломоносов зрит в корни явления, пророчески опережая на столетие и более, излагает свои соображения о движениях земной коры, быстрых, часто катастрофических, и медленных колебательных, волнообразных, он проводит идею об эволюции природы. В чередовании слоев с раковинами и остатками наземных растений он видел смену различных эпох — морских и континентальных. В.И. Вернадский писал, что «Ломоносов... ввел в научную работу метод геологического прогресса, накопленного во время явлений, ныне совершенствующихся в земной коре» (1911 г.). Он признавал ведущую роль в образовании гор за эндогенными процессами {«подземный жар»), подчеркивал сопряженность поднятий и опусканий. Роль воды в изменении лика планеты рассмотрена во многих работах, но особенно полно в труде «О слоях земных».
Исследование процессов изменения поверхности планеты и обобщения собственных материалов, позволило Ломоносову ввести в науку и разработать учение о рудных жилах, рудных и россыпных месторождениях, раскрыть связь россыпей с древней и современной гидросетью, что имело огромное научное и практическое значение и позволило разработать методику геологической разведки и геологических исследований.
Ученый всю свою научную жизнь занимался минералогией пришел к выводу, что происхождение знаменитого русского чернозема не связано с минералами. Он возник в результате воздействия животных и растений на верхние слои земли. «Лист на земле перегнивает и в навоз перетлевает», — отмечал великий ученый.
Болезнь прервала жизнь великого сына России в 1765 г.
Ныне в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова чтят память своего основателя. Памятник Ломоносову перед главным зданием МГУ в полный рост смотрит на Фундаментальную библиотеку МГУ — кладезь знаний. В библиотеке развернута экспозиция, посвященная жизни и научной деятельности ученого. В память о Ломоносове названы учреждения образования и науки, хребет на дне Северного Ледовитого океана, город в Ленинградской области, где ученый наладил производство мозаик. На карте обратной стороны Луны есть и его имя.
Премия имени Ломоносова, Ломоносовские чтения, научные конференции молодых студентов, аспирантов, молодых исследователей «Ломоносов», Высшая награда РАН — медаль Ломоносова. Россия помнит и чтит своего великого сына.