Важнейший этап географического изучения территории России - организация научных экспедиций. Во второй половине ХVlll в. Академией наук России, созданной в Санкт-Петербурге, были осуществлены многочисленные экспедиции под руководством П.С. Палласа, И.И. Лепехина, С.Г. Гмелина, Н.Я. Озерецковского, В.Ф. Зуева и до., нацеленные на исследования европейской и азиатской частей страны. Результатом этих исследований явилось детальное и всестороннее изучение Восточно-Европейской равнины и некоторых южных районов Сибири.

Масштабные работы по картографированию земель Российской империи начались под руководством Петра l. По его указанию картографо-географические исследования под руководством И.К. Кириллова и В.Н. Татищева развернулись в европейской части страны и на Урале, на Азовском и Каспийском морях. По инициативе императора были организованы экспедиции на Камчатку и Курилы, затем последовали Первая Камчатская экспедиция и Великая Северная (Вторая Камчатская) экспедиция под руководством В.И. Беринга. Отряды экспедиции совершили второе открытие Сибири и Дальнего Востока.

Транспортировка продовольствия, инструментов и оборудования сухопутными путями на Дальний Восток была затруднена из-за проблем с транспортом и длилась очень долго. Требовалось найти морской путь. Поэтому в первой половине ХlX в. большой размах получили кругосветное плавания русских военных кораблей. Были совершены важные географические открытия в Тихом океане и у северных берегов Америки, проведены обширные океанические наблюдения. Была открыта Антарктида. Также огромная работа по изучению территории Российской империи и некоторых сопредельных стран была проведена Русским географическим обществом (РГО).