В 1894—1898 гг. Никитин проводил гидрогеологическую съемку верхних бассейнов Волги, Западной Двины и Днепра. Наиболее характерные, как он выяснил, черты поверхности этой части России — ряды и группы невысоких холмов, разобщенные котловинами озер и болот, неоформленные речные долины и речки, нередко теряющиеся в болотах, — обусловлены деятельностью ледников. Такой рельеф он назвал моренным. Вместо купола, показанного на карте А. Тилло в центральной части Валдая, С. Никитин обнаружил хорошо различимую котловину и озерную полосу и выделил резко выраженную моренную гряду, проследив ее от Тихвина к юго-западу на 450 км. По ее большей части проходит Балтийско-Каспийский водораздел. Никитин оставил за этой возвышенностью название Валдайской и доказал, что она не является составной частью Среднерусской возвышенности, как считал Тилло, ибо своим возникновением обязана деятельности ледника, а Среднерусская представляет элемент древнего рельефа.

В истоках р. Великой (у 30° в.д.) С. Никитин оконтурил Бежа-ницкую возвышенность (до 338 м), отделенную от Валдая меридиональной лесистой и заболоченной равниной, по которой протекает р. Ловать. К югу от Валдая он обнаружил и проследил на всем протяжении (625 км) еще одну моренную гряду — «Смоленско-Московскую», отделяющую область холмисто-моренного рельефа от степной полосы. Западнее Смоленской как ее продолжение С. Никитин выделил восточную часть Белорусской гряды (до 345 м; длина около 500 км). Давая оценку карте А. Тилло 1896 г., Никитин отметил один из основных ее недостатков: на ней не нашли отражения характерные черты рельефа северо-запада Русской равнины — продолжение в глубь России прибалтийской холмистой моренной гряды.

Основоположник научного почвоведения Василий Васильевич Докучаев при изучении чернозема пришел в 1883 г. к выводу о существовании на территории Восточной Европы особой черноземно-степной зоны. Дальнейшие полевые исследования позволили ему в 1899 г. выступить с небольшой статьей «К учению о зонах природы», в ней он сформулировал в завершенном виде свое представление о географической зональности.

На карте, составленной в 1900 г. под руководством Докучаева, в пределах Восточной Европы он выделил пять основных зон — тундру, лесную, лесостепную, степную и зону южной сухой степи. Учение о зонах природы стало основой современного географического почвоведения и геоботаники.

К середине XIX в. сведения о многих реках Восточной Европы были весьма неточны, а часто противоречивы. Это относилось даже к Волге, хотя об ее истоке верные сведения собрал Николай Яковлевич Озерецковский, посетивший верховья реки летом 1814 г. На возвышенности (Ревеницкие горы, 300 м) он увидел колодец, куда собирается вода из обширного болота, поросшего ельником; она казалась стоячей, но тихо пробиралась ручейком в овраге. Ручеек проходит два озерца и, «обогатясь» водой, втекает в озеро Стерж, где уже видно его течение. Вытекающий из Стержа ручей — уже Волга — принимает в себя Руну, а затем проходит через два малых озера. Первое, Вселуг, не замерзает даже в суровую зиму благодаря сильным ключам; близ второго озера, Пено, находится исток Западной Двины — озерцо Двинец. Это было первое точное описание истока Волги. Осенью он исследовал усеянный множеством больших и малых островов Селигер, лежащий выше всех местных озер.

В крупнейшей гидрографической сводке Ивана Федоровича Штукенберга «Гидрография Российского государства» (Спб., 1844—1849, т. 1—6) сплошь и рядом встречались такие выражения: «длина еще недостаточно известна», «нет надежных сведений», «принадлежит к рекам, нам не знакомым» и т. п. Этим и объясняется огромный объем съемочных работ второй половины XIX в. и как следствие появление массы карт, конечно, различного качества; как правило, хуже других были карты северных, необжитых и «неуютных» районов. В итоге удалось значительно улучшить картографическое изображение главных восточноевропейских рек с незначительными ошибками, чаще всего в сторону уменьшения. В то же время съемки некоторых больших рек системы Волги (Ветлуги, Камы, Вятки), крупнейших притоков Днепра (Березины, Припяти, Десны) и Северной Двины, а также системы Мезени с ее притоками и Кулоя были выполнены с погрешностью в 15—25%.

В 1858–1866 гг. специальная военно-гидрографическая экспедиция Александра Петровича Андреева сняла на крупномасштабную карту все Ладожское озеро: произвела подробную опись его берегов и всех островов, выполнила замеры глубин. Площадь Ладоги с островами, определенная по карте А. Андреева (1867 г.), преувеличена почти на 25% (фактическая — 18 135 км², включая 600 км² островов). Андреев обработал собранные материалы для двухтомной монографии «Ладожское озеро». Этот труд, хотя и основанный на устаревших данных, сохранил значение до настоящего времени.

В 1872–1880 гг. А.П. Андреев руководил гидрографической экспедицией, исследовавшей и положившей на карту Онежское озеро. Завершила его изучение экспедиция 1891–1894 гг. под начальством Федора Кирилловича Дриженко (позднее он специализировался на изучении северных русских морей). И все же точная площадь озера была установлена сравнительно недавно: без островов она составляет 9, 7 тыс. км², острова занимают территорию 250 км².

Осенью 1820 г. из Оренбурга в Бухару отправилось русское посольство под прикрытием отряда казаков. К нему присоединился переодетый восточным купцом зоолог и врач, выходец из Германии, Эдуард Александрович Эверсман, который при случае заменял переводчика. Через высокую равнину в верховьях Илека, Ори (притока Урала) и Эмбы отряд подошел к «степному хребту» — Мугоджарам. Эверсман впервые исследовал их и установил, что они являются продолжением Урала, протягиваются «прямо на юг, склоняясь от полуденника градусов на десять к западу… [и] образуют разделение вод или бедных источников голой и безлесной степи».

В 1822 г. в Оренбург за шаржи на А.А. Аракчеева был выслан прапорщик Григорий Силыч Карелин. Он подружился с Эверсманом — их объединяла любовь к природе — ив 1827 г. совершил с ним путешествие по землям Букеевской орды (между нижней Волгой и Уралом). Карелин составил первую топографическую карту этой территории, а осенью 1831 г. исследовал и нанес на карту верховья р. Тобола.

До 1836 г. Эверсман почти ежегодно проводил летние месяцы в оренбургских степях и на Южном Урале. В результате в 1840 г. он создал «Естественную историю Оренбургского края», из которой мы приводим цитаты. В ней он дал более расширенное описание Мугоджар: от Верхнеуральска Урал «…постепенно снижаясь, уже почти сливается со степью и не заслуживает названия хребта: это высокая степь. Но далее, на юг, хребет снова возвышается, отделяет в обе стороны на восток и запад невысокие отроги, между тем как главная отрасль все еще идет прямо на юг… Собственно Мугоджарские горы, едва ли где достигающие высоты более 1000 футов… образуют… отдельную неширокую цепь, к которой по обе стороны пологими откосами примыкает степь».

Эверсман составил первую верную характеристику Общего Сырта: «…весьма отлогая цепь невысоких [до 405 м] гор, простирающаяся от востока на запад»; гребень ее состоит «из округлых сверху сопок или продолговатых, иногда лесистых, а более — голых хребтов. Общий Сырт образует… разделение вод между притоками Урала и Волги» (длина его, по современным данным, 500 км).

Для изучения рыбных богатств и промыслов Северного Каспия и нижней Волги в 1853 г. была организована экспедиция. Возглавил ее академик Карл Максимович Бэр. Изучив отложения («новый степной грунт») на юг от Саратова до соленого озера Эльтон, Бэр обнаружил и впервые подробно охарактеризовал своеобразные формы рельефа Прикаспия — бугры, впоследствии получившие его имя. Бэровские бугры представляют собой широтные, почти параллельные, резко очерченные гряды холмов длиной обычно от 0,5 до 3 км. Бэр установил, что они преимущественно встречаются в тех местах, где побережье Каспия приближается к равнине, расположенной между Донской степью и предгорьями Кавказа, в основном же — против восточной оконечности Маныча. По обоим берегам Ахтубы — Волги, но главным образом по западному, К. Бэр проследил бугры примерно от 47° с.ш. и отметил, что территория эта имеет такой вид, будто по ней прошлись гигантским плугом. Его описание стало классическим, но объяснение происхождения бугров, данное им, отвергается геоморфологами. Впрочем, они пока не пришли к согласованному решению этой проблемы.