В 1860 году М. И. Венюков выступил в журнале Русского географического общества со статьей об озере Иссык-Куль и реке Кошкар (Кочкар), указав, что она является верховьем реки Чу. Река Кутемалды, как доказал исследователь, была рукавом Кочкара.
Спустя год путешественник напечатал в «Записках Русского географического общества» «Очерки Заилийского края и Причуйской страны». Описание своего путешествия он начал с Верного, который уже тогда называл «Алматами». Исследователь сообщал о торговом значении молодого города Заилийского края, о земледелии в Семиречье.
Он описывал казахскую Большую орду, рассказывал о ее внутреннем управлении. М. И. Венюкову удалось (по-видимому, от непосредственных свидетелей событий) восстановить историю гибели властолюбивого султана Кенесары, убитого выведенными из терпения тянь-шаньскими киргизами близ холма Кеклик-Сингир в долине Чу.
В очерках М. И. Венюкова были подробно описаны киргизы Причуйской страны. Он рассматривал их общественное устройство, описывал скотоводство, хлебопашество, охоту и ремесла. Путешественник приводил данные о рапсодах и хранителях преданий киргизского народа.
От внимания исследователя не укрылись и теневые стороны жизни того времени. Позже Михаил Венюков выступил в «Колоколе» А. И. Герцена с разоблачениями злоупотреблений царской администрации и самодурств пресловутого Густава Гасфорда, генерал-губернатора Западной Сибири, которому подчинялся тогда Заилийский край.
Среди множества трудов Венюкова выделяется ставшая весьма редкой книга «Опыт военного обозрения русских границ в Азии» (1873–1876). Неутомимый собиратель материалов о М. И. Венюкове и его биограф В. Максимов не поверил глазам своим, увидев эту книгу Венюкова на моем письменном столе. Оказалось, что этот труд исследователя Азии имеется далеко не во всех даже самых крупных библиотеках нашей страны. Я должен быть благодарен судьбе за то, что эта драгоценная книга только благодаря случаю попала на полку букинистического магазина, где мне и удалось ее приобрести.
«Опыт военного обозрения русских границ в Азии» — подлинная энциклопедия. В книге этой описаны исполинские просторы русской части Азии и сопредельных стран от Кавказа до Сахалина и Кореи и от Тянь-Шаня до побережья Ледовитого океана. Тянь-Шань, Киргизия, русская и китайская Джунгария, прилегающая к Семиречью часть Китая были подробно описаны М. И. Венюковым. Очень ценно то, что путешественник обнаружил и впервые использовал ряд замечательных документов того времени: отчеты путешественников, составленные ими карты походов и т. д.
В книге есть, например, указание на отчет о путешествии Бурнашева и Поспелова, посетивших в 1800 году Ташкент и пересекших пустыню Бетпак-Дала. Из другого примечания видно, что тор нашел в архиве материалы об экспедиции Проценко, проникшего в 1862 году через перевалы Тянь-Шаня в долину реки Нарына. М. И. Венюкову удалось найти отчеты топографических отрядов, исследовавших Казахстан и Киргизию. В ряде случаев автор тщательно указывает расстояния между теми или иными пунктами, перечисляет стоянки, колодцы, источники и т. д.
В книге М. И. Венюкова рассмотрены Киргизская степь, область Аральского моря, Заилийский край, Тарбагатай и другие районы теперешнего Казахстана. В историческом обзоре движения русского народа в Азию исследователь приводит замечательные данные, почерпнутые им прежде всего из первоисточников.
Удивительная память и огромная начитанность ученого поражали его современников. Однажды в 1877 году М. И. Венюков выступил на собрании в Русском географическом обществе с предложением создать книгу о «Состоянии географии русской Азии до Ермака». При этом ученый перечислял на память имена греческих, арабских и западноевропейских путешественников, древних и средневековых, оставивших свой след в деле изучения Азии до XVI века. Предложение М. И. Венюкова было горячо поддержано всем ученым собранием, но не было почему-то осуществлено, несмотря на всю важность подобного предприятия, выполнить которое никогда не поздно: оно вполне достойно нашего времени. Разве не стоило бы переиздать на русском языке такой, например, любопытный источник, как описание путешествия баварского солдата Иоганна Шильтбергера, посетившего в самом начале XV века, по всей видимости, страну, населенную уйгурами, и область к западу от излучины Желтой реки? Во время своих скитаний Иоганн Шильтбергер не мог миновать земель теперешнего Казахстана и кочевий Джагатаева улуса, располагавшегося между Или и Сырдарьей.