В 1878 г. Певцов отправился в Монголию для изучения пути вдоль северных склонов Монгольского Алтая. Он установил, что горный массив Табын-Богдо-Ола представляет узел всей системы Алтая, обследовал среднее течение реки Дзабхана, пересек реки Байдраг-Гол, Туйн-Гол, Тацын-Гол, Аргын-Гол, Онгин-Гол и выяснил, что все они берут начало в Хангайском хребте. Это открытие в корне изменило представление о гидрографии края.

Южнее Певцов открыл и описал Долину Озер – 500-километровую впадину между Хангаем и Алтаем. В восточной части Гобийского Алтая Певцов обнаружил два коротких горных массива. Установив направление и протяженность Гобийского Алтая, Певцов в основном завершил открытие всей системы Монгольского Алтая.

Весной 1879 года Певцов прошел через Гоби на северо-запад по караванному пути к Урге (ныне Улан-Батор) и оттуда двинулся на запад. В этой части маршрута он определил направление, протяженность (около 700 км) и высоту Хангая, выявил его северные и южные отроги. Двигаясь дальше на запад, Певцов правильно предположил, что ранее вся эта часть Северо-Западной Монголии была покрыта водой и представляла собой единое пресное озеро.

Членами экспедиции были составлены подробное географическое описание и карта местности, собраны зоологические и ботанические коллекции, образцы горных пород, получены данные о границах распределения различных монгольских племен, их образе жизни, культуре и быте. В 1883 г. был издан «Очерк путешествия по Монголии и Северным провинциям Китая», за который Певцов был награжден медалью имени Ф.П. Литке.

В 1889 году Певцов вместо умершего Пржевальского был назначен начальником Тибетской экспедиции 1889–1890. В работе экспедиции принимали активное участие В.И. Роборовский, который был первым заместителем начальника, и П.К. Козлов, а также приглашённый Певцовым известный горный инженер К.И. Богданович. Роль названных коллег М.В. Певцова была весьма значительна. Они самостоятельно выполняли сложные и ответственные поручения руководителя экспедиции и сами стали знаменитыми исследователями Центральной Азии.

Это было самое значительное путешествие Певцова. Результаты его, описанные в работе «Труды Тибетской экспедиции 1889–1890 гг….», были очень велики: установлены границы и размеры пустыни Такла-Макан; исследована горная система Куэнь-Лунь и впервые составлена схематическая карта всего Куэнь-Луня; открыто высокое плато Северо-Западного Тибета и выяснены его приблизительные размеры; завершено открытие хребтов Русского, Пржевальского, Алтынтага и межгорной котловины Культала; открыт ряд новых хребтов; дана характеристика рельефа и гидрографии западной части Центральной Азии; очень продвинулось вперед разрешение «загадки Лобнора».

Были собраны обширные сведения о климате, жизни и быте народов Центральной Азии, ботанические и зоологические коллекции (7000 видов растений, 200 видов млекопитающих, 1200 птиц, 100 рыб, 800 земноводных и пресмыкающихся и около 200 видов насекомых). Большую ценность представляли материалы маршрутной съемки, карта обширной территории Центральной Азии, с определением географических координат ряда пунктов. Экспедиция открыла Токсунскую впадину в западной части Турфанской котловины.

За это путешествие Певцов был награжден Большой Константиновской медалью – высшей наградой Русского Географического Общества – и избран почетным членом-корреспондентом Лондонского королевского географического общества. Разработал метод определения географической широты, получивший применение в геодезии. Именем Певцова названы ледник на Алтае, улица в Омске. В 1975 г. на одном из зданий улицы открыта мемориальная доска. В память об ученом Омским отделением Географического общества СССР учреждена премия его имени.

Григорий Ефимович Грумм-Гржимайло (1860–1936), географ и зоолог, исследователь Западного Китая, Памира, Тянь-Шаня, Западной Монголии и Тувы, Дальнего Востока. Открыл Турфанскую впадину. Автор трудов по физической, политической, исторической географии и этнографии Центральной Азии.

После окончания Петербургского университета в 1884 году Г.Е. Грумм-Гржимайло отправился в экспедицию, имевшую основной целью энтомологические исследования. Результаты своих работ на Памире и Тянь-Шане Г.Е. Грумм-Гржимайло доложил в Географическом обществе. Отчёт был опубликован в 1890 году. Материалы памирских экспедиций, содержавшие много новых сведений по энтомологической фауне, были переданы в Зоологический музей Академии наук. За Памирские путешествия Русское Географическое общество наградило Грумм-Гржимайло серебряной медалью и избрало его своим действительным членом.

В 1889 году, после смерти Пржевальского, Географическое общество сформировало три экспедиции в Центральную Азию. Одну из них, а именно экспедицию в Восточный Тянь-Шань и Наньшань, было поручено возглавить Григорию Ефимовичу Грумм-Гржимайло. Эта экспедиция оказалась самой важной в его научной деятельности. В ней он проявил способности не только зоолога, но также выдающегося этнографа и географа. Обязанности топографа выполнял его брат, офицер-артиллерист Михаил Ефимович, который и ранее был участником его экспедиции.

В конце мая 1889 года небольшой отряд выступил из Джаркента (Панфилов), перевалил хребет Борохоро и направился на восток. По пути выяснилось, что эти горы имеют очень крутой северный склон и дренируются многочисленными мелкими речками. В поисках перевала на южные склоны Тянь-Шаня путешественники поднялись в верховья реки Манас, начинавшейся с одного из ледников, дающих начало нескольким рекам. Не найдя прохода, они продолжили маршрут на восток и прошли около 300 км вдоль заснеженного хребта Богдо-Ула, а также понижение между ним и горами, среди которых Грумм-Гржимайло выделил хребты Варкельтаг и Карлыктаг.

Пройдя на юго-запад, Г.Е. Грумм-Гржимайло открыл и обследовал Турфанскую материковую впадину, самую глубокую в Центральной Азии – высота ее, по последним данным, 154 м ниже уровня океана. Ее открытие заинтересовало географов всего мира, и уже в 1893 году В.И. Роборовский организовал там регулярные метеорологические наблюдения.

В это же время М.Е. Грумм-Гржимайло направился к югу. Перевалил невысокий кряж Чёльтаг, он вместо показанной на картах «пустыни Хами» обнаружил равнину со степной растительностью, ограниченную на юге хребтом Курук-таг. Таким образом, одно из «белых пятен» континента было «окрашено» в более естественные цвета.

Пройдя более 6 тысяч км по не исследованным ранее местам, Грумм-Гржимайло закончил экспедицию в Джаркенте. Он доставил большую коллекцию насекомых и привез из степей Джунгарии первые четыре экземпляра лошади Пржевальского. Как известно, самому Пржевальскому не удалось тогда самому убить редчайшее животное, и Г.Е. Грумм-Гржимайло оказался первым из европейских естествоиспытателей, добывшим его.

Следующая экспедиция под началом Грумм-Гржимайло работала на территории Западного Китая. Собранные коллекции насчитывали 214 млекопитающих, 1150 птиц, 400 яиц с гнездами, около 100 рыб, 105 пресмыкающихся и земноводных, 35 тысяч насекомых, 800 листов гербария, 850 образцов горных пород. Результаты путешествия оказались настолько богатыми, что отчет о нём вышел в трех томах под названием «Описание путешествия в Западный Китай». Григорий Ефимович Грумм-Гржимайло стал первым лауреатом премии Пржевальского, которую присудило ему Русское Географическое общество. Оно же в 1907 году присудило ему Константиновскую медаль, а Парижская Академия наук удостоила русского путешественника специальной премии.

В 1903 году Грумм-Гржимайло начал путешествие в Западную Монголию и Урянхайский край (Туву). Все собранные материалы он включил в четырёхтомную монографию «Западная Монголия и Урянхайский край».