Живя в Париже и не имея собственных средств, Гумбольдт неоднократно делает попытки заинтересовать правительства Англии, Франции и Пруссии в такой экспедиции. В 1818 году он предлагает английскому правительству план исследования Центральной Азии, которая являлась белым пятном на географической карте, и обещает открыть истоки рек Ганга и Инда.
В 1827 году в письме, написанном из Берлина русскому министру финансов Канкрину, Гумбольдт упомянул, между прочим, о своем намерении посетить Урал и Алтай. Не прошло и месяца после отправки письма, как он получил через Канкрина предложение от Николая I предпринять путешествие на Восток «в интересах науки и страны». Единственное условие, которое ставилось Гумбольдту, — это совершенно не касаться политических условий России.
Гумбольдт принял это предложение, но попросил дать ему один год для подготовки к экспедиции.
Русское правительство отпустило на экспедицию значительные средства. Всюду были заранее подготовлены экипажи, квартиры, лошади; в проводники Гумбольдту был назначен образованный и знающий языки чиновник горного департамента Меншенин. В опасных местах на азиатской границе путешественников должен был сопровождать конвой, местные власти заранее уведомлялись о прибытии путешественника.
Гумбольдта сопровождали немецкие естествоиспытатели Г. Розе и Г. Эренберг. Первый должен был вести дневник путешествия и заниматься минералогическими исследованиями. Эренберг был приглашен для ботанических и зоологических исследований. Гумбольдт брал на себя ведение магнитных и астрономических наблюдений и общие геологические и географические исследования. Выбор маршрута предоставлялся на усмотрение Гумбольдта.
12 апреля 1829 года Гумбольдт, Розе и Эренберг покинули Берлин. До Петербурга они ехали в двух каретах, принадлежащих Гумбольдту.
В городе Тарту Гумбольдт сделал остановку; здесь он знакомился с профессорами университета и осмотрел Естественно-исторический музей. 1 мая путешественники прибыли в Петербург и остановились в здании прусского посольства.
В Петербурге Гумбольдт провел 19 дней, занимаясь подготовкой к экспедиции.
20 мая 1829 года Гумбольдт и его спутники выехали из Петербурга, а 24 мая прибыли в Москву, где остановились на четыре дня. Гумбольдт осмотрел Московский университет и его музеи, Кремль и Медико-хирургическую академию; он был избран почетным членом Московского университета.
Из Москвы Гумбольдт и его спутники выехали 28 мая и направились через Ковров, Владимир и Муром в Нижний Новгород.
В Нижнем Новгороде путешественники наняли баржу, на которой поплыли вниз по Волге к городу Казани. Погода была солнечная, но дул сильный встречный ветер, поэтому весь путь пришлось идти на веслах. В Казань прибыли на третьи сутки.
В Казани Гумбольдт встретился с участником первой русской антарктической экспедиции профессором астрономии Симоновым, с которым он познакомился еще в Париже в 1823 году. Он познакомился также с ректором университета знаменитым математиком Лобачевским.
Покинув Казань, Гумбольдт и его спутники в экипажах отправились в город Пермь, где находилось тогда главное горное управление Урала. По дороге несколько раз встречали арестантов, которых гнали в Сибирь. В окрестностях Перми Гумбольдт обратил внимание на геологические отложения в Пермской губернии, но не смог подробно исследовать их. Позже, в письме к английскому геологу Мурчисону, отправлявшемуся в путешествие по России в 1840 году, он советовал обратить внимание на эти отложения. Мурчисон впоследствии выделил особый период палеозойской эры, которому дал название «пермский».
В течение месяца путешественники разъезжали по Среднему Уралу, знакомились с его геологией, осматривали месторождения полезных ископаемых, рудники, металлургические заводы. Особенное внимание Гумбольдта привлекли горы Тагил и Благодать с неистощимыми запасами железа.
С Урала Гумбольдт отправил 14 ящиков коллекций в Петербург и далее в Берлин; все они дошли до места назначения, но Гумбольдт, боясь их утраты, наиболее ценные образцы возил с собой.
6 июля путешественники покинули Екатеринбург (ныне Свердловск) и через Камышлов и Тюмень направились в Тобольск.