По инициативе и при участии Академии наук в начале XIX в. были организованы многочисленные научные экспедиции, результатами которых явились важные географические открытия в Ледовитом и Тихом океанах, проведены геологические, биологические и этнографические исследования в Сибири, на Урале, на Дальнем Востоке, в Средней Азии, на Алтае и в Саянах. В 1803—1806 гг. Ю. Ф. Лисянский и И. Ф. Крузенштерн осуществили первое русское кругосветное плавание, во время которого было открыто множество новых островов в Тихом и Ледовитом океанах, собраны ценные научные коллекции.

В 1819—1821 гг. проведена экспедиция на судах «Восток» и «Мирный» под командованием М. П. Лазарева и Ф. Ф. Беллинсгаузена к Южному полюсу. Во время этого плавания в 1820 г. была открыта Антарктида и множество ранее неизвестных островов нанесено на карту. Морские экспедиции О. Е. Коцебу в 1815-1818 и 1823-1826 гг.

, В. М. Головнина в 1817-1819 гг., Ф. П. Литке в 1821—1829 гг., Ф. П. Врангеля и Ф. Ф. Матюшкина в 1820—1827 гг. в Ледовитом и в северной части Тихого океана установили точные очертания берегов Северной Азии и Северной Америки.