Осенью 1828 г. геофизик Адольф Яковлевич Купфер обследовал северную часть Южного Урала и почти весь Средний Урал и дал первую удовлетворительную схему их орографии: между 54°30' и 55°30' с.ш. Урал образует три параллельные горные цени, протягивающиеся на северо-восток, высота их уменьшается с запада на восток. Он выделил самую высокую цепь (с вершинами более 1000 м), состоящую из трех коротких хребтов, разделенных поперечными долинами, называемых Уреньга, Большой Таганай и Юрма. (Севернее Юрмы теперь проводится граница между Южным и Средним Уралом.) На карте Купфера Юрма правильно показана в виде короткого (20 км) меридионального хребта.
К западу от Уреньги (длина 65 км) он отметил ряд коротких (20–50 км) параллельных ей хребтов. К востоку от Уреньги протягивается параллельно ей главный Уральский хребет (Уралтау). Далее к востоку, за равниной с редкими холмами, в виде отдельного хребта показаны Ильменские горы.
Купфер выяснил, что к северу от Златоуста Урал понижается: между Екатеринбургом (Свердловском) и Нижним Тагилом он не обнаружил высоких гор — Урал здесь как бы «растворяется» в равнине, превращаясь, вопреки старым картам, в плато, прорезанное в ряде мест реками; среднюю высоту его Купфер оценил в 800 шагов (550—600 м), что довольно близко к действительности. На карте Купфера правильно показаны истоки Урала, Уя и Миасса.
Горные инженеры Эрнест Карлович Гофман и Григорий Петрович Гельмерсен (уроженцы Прибалтики) в 1828—1829 гг. провели первое подробное обследование всего Южного Урала на протяжении около 660 км — от 56 до 51° с.ш., т. е. до поворота р. Урал на запад. В этой части горной страны они различали три меридиональные цепи, к югу раскрывающиеся «в виде опахала». Западная, самая высокая, состоит из отдельных вытянутых сопок высотой до 1200 м; средняя — Уралтау — скалистая, поросшая густым лесом, к югу разделяется на две ветви (одна из них Ирендык, длина 120 км). Восточная цепь, представленная на севере Ильменскими горами, переходит в небольшие гряды, понижающиеся к югу.
Между восточной и средней цепями от 51 до 55° с.ш. Гофман и Гельмерсен обнаружили плоскую степь, склоняющуюся к югу; в междуречье Белой и Сакмары (приток Урала) — другую возвышенность без значительных кряжей. А южнее, вдоль правого берега Урала, они выделили невысокие широтные Губерлинские горы (длина около 70 км). Восточнее Ирендыка на 300 км к югу проследили ровную плоскость, на которой не видно ни дерева, ни кустарника. Между верховьями Белой и Юрюзани исследователи отметили самый высокий участок западной цепи и поднялись на гору Иремель (1582 м); на западе они увидели горы с остроконечными вершинами — хребты Нары и Зигальга; к юго-западу возвышалась Ямантау (1640 м).
Конечно, эта первая орографическая схема Южного Урала позднее была уточнена, особенно между 54—55° с.ш., где удалось обнаружить ряд коротких мощных хребтов. Но в целом она сохранила свое значение до нашего времени.
Гофман на Северном Урале
Для изучения минеральных богатств Северного Урала, главным образом для поисков золота, русское правительство направило Северную горную экспедицию. За пять лет (1830—1834 гг.) она прошла от 60°40' до 64° 10' с.ш. — всего лишь 430 км по неисследованной местности, впервые описав узкую (до 60 км) полосу восточного (азиатского) склона Урала, ограниченную на западе непрерывным хребтом — утесистыми, слабо залесенными громадами, вытянутыми строго на север. Между 63 и 64° с.ш. Урал, по данным одного из руководителей экспедиции — горного инженера Никифора Ильича Стражевского, состоит из трех параллельных гряд, причем западная имеет наибольшую высоту. Он нанес на карту верховья Лозьвы, Северной Сосьвы, Вольи и их притоков, а также выяснил, что восточный склон Северного Урала представляет собой низменную, богатую лесами, болотами и озерами равнину, утомительное однообразие которой лишь изредка нарушается холмами — настоящими островами твердой земли среди болот.
В 1846 г. Русское географическое общество организовало крупную экспедицию для изучения границы между Европой и Азией на всем протяжении Северного Урала во главе с Э.К. Гофманом. В ее состав вошли Н.И. Стражевский, астроном Мариан Альбертович Ковальский и два топографа. В Петербурге венгерский путешественник Антал Регули передал Гофману свою схематическую карту Урала между 58 и 70° с.ш. В основу ее Регули положил лишь расспросные данные, но Гофман во время работы убедился, что они тщательно и критически отобраны; карта оказалась чрезвычайно полезной, так как содержала множество названий гор и рек.