При получении такого отзыва граф Канкрин доложил суть письма Государю императору. Александр I изъявил на приезд Гумбольдта своё согласие и приказал назначить из Государственного Казначейства сумму на издержки по этой экспедиции, предоставив собственной воле учёного совершить прежде путешествие на Уральские горы, а в следующие годы — на Арарат и другие места, которые он признает любопытными для своих исследований. Ещё не выезжая из Берлина, Гумбольдт получил перевод на 1200 червонцев.
18 апреля 1829 года Гумбольдт в сопровождении берлинских профессоров — минералога Густава Розе и натуралиста Христиана–Готфрида Эренберга — прибыл в Петербург. Государь отметил заслуги великого учёного орденом Св. Анны I степени. На путешествие было выделено 20 000 рублей, из которых Гумбольдт возвратил 7 000. По его просьбе эти деньги были ассигнованы на путешествия Гельмерсена и Гофмана.
Экспедиция была организована с предельной тщательностью. Всюду заранее были подготовлены экипажи, квартиры, лошади; в проводники Гумбольдту назначен чиновник горного департамента Меншенин, отлично владевший немецким и французским языками; в опасных местах на азиатской границе путешественников сопровождал конвой; местные власти заранее были уведомлены о прибытии путешественников. Одним словом, эта экспедиция скорее походила на voyage представителей «голубой крови» и сильно отличалась от той, когда Гумбольдт и Бонплан плыли по Ориноко в индейском челне, шли босиком и мокли под ливнями, пробираясь через горные перевалы в Андах.
По совету графа Канкрина, Гумбольдт составил маршрут предстоящего путешествия. Первоначально предполагалось доехать до Екатеринбурга, оттуда отправиться в Богословские заводы и, возвратившись в Екатеринбург, следовать до Тобольска. Отсюда через Омск доехать до Семипалатинской крепости и, если можно, до Бухтарминской и, возвратясь в Омск, выехать на Оренбургскую линию, а доехав до Троицка, отправиться в округ Златоустовских заводов и осмотреть заводы Кыштымские; отсюда, выехав снова на
линию, отправиться в Оренбург и через Самару, Симбирск и Москву возвратиться в Санкт–Петербург.
Прекрасное время года и быстрота переездов изменили маршрут совершенно, так что Гумбольдт из Тобольска проехал на Колыванские заводы и даже в пределы Китая со стороны Омской области; а из Оренбурга, через Уральск и Саратов, посетил Астрахань; откуда, через землю войска Донского, посетил Воронеж, Тулу и Москву и после этого возвратился в Петербург.
Маршрут этого путешествия известен из записок его спутников Розе и Эренберга, переведённых на русский язык в 1857 году.
10 июля 1829 года, когда Гумбольдт был в Тобольске, он меняет свой маршрут и едет на Алтай. За 9 дней Гумбольдт и его спутники преодолели 1500 вёрст до Барнаула по маршруту Тара–Каинск–Бараба. Впечатления у Гумбольдта остались не самые приятные: «15-го числа рано утром приезжаем в Тару, а вскоре потом въехали мы в так называемую Барабу, здесь должны были ехать по наихудшей бученой дороге, ибо большая часть сей огромной степи состоит из болот непроходимых, заросших высоким тростником, простирающихся вёрст по 50 по обоим сторонам оной». В другом письме он называет Барабинскую степь «страшной по множеству язвительных, из семейства долгоножек, насекомых». Неудобства пути усилились известием об эпидемии сибирской язвы. И тем не менее, по собственному признанию Гумбольдта, «настоящую радость азиатского путешествия нам дал только Алтай». 21 июля Гумбольдт прибывает в Барнаул, по его словам, «один из красивейших городов Западной Сибири». От него путь лежит мимо живописного Колыванского озера в Змеиногорск, Риддер, Зыряновск, Усть–Каменогорскую крепость, а дальше к границе с китайской Джунгарией. Это было благодатное предосеннее время, и природа поразила воображение Гумбольдта. Много позднее в книге «Картины природы» он даёт великолепное описание алтайской степи, сделанное где-то недалеко от Усть–Каменогорска: «Растительность азиатских, кое где холмистых и разделённых сосновыми лесами, степей много разнообразней, чем в льяносах и пампасах Каракаса и Буэнос–Айреса. Самую красивую часть равнины, населённую племенами азиатских кочевников, украшают низкорослые кустарники из семейства розовых с роскошными белыми цветами, рябчики, тюльпаны и башмачки. В то время как жаркий пояс отличается в целом тем, что все растения становятся в нём древовидными, для некоторых среднеазиатских степей умеренного пояса характерна та необыкновенная высота, которой достигают цветущие травы сосюреи и другие сложноцветные, бобовые и в особенности множество разных видов астрагала. Когда едешь в низкой татарской повозке по бездорожью травяных степей, можно ориентироваться только стоя и наблюдать, как обступившие, словно лес, растения склоняются под колесами. Одни из этих азиатских степей — травяные равнины, другие покрыты сочными вечнозелеными солянковыми растениями».