Благодаря более совершенной методике определения географических координат удалось уточнить или определить вновь широту и долготу многих пунктов. Так, только на Сахалине было определено 28 пунктов, на Японских островах — 40, Курильских островах — 12.
В ходе этого плавания удалось изучить различные течения и открыть Межпассатные противотечения в Атлантическом и Тихом океанах. Экспедиция собрала значительные сведения о прозрачности, удельном весе, плотности и температуре морской воды на различных глубинах, о климате, давлении атмосферы, приливах и отливах в различных районах океанов, которые наряду с данными, собранными другими иностранными и отечественными мореплавателями-исследователями, ускорили формирование новой науки о Мировом океане — океанографии, изучающей явления, совершающиеся в океанах Земли.
Так, в ходе первой отечественной кругосветной экспедиции ученые экспедиции и офицеры экспедиционных кораблей собрали ряд новых данных об океане: о системе течений Японского моря, наличии экваториального противотечения в океанах. Была составлена таблица «степени теплоты воды» в Тихом и Атлантическом океанах на глубинах 50, 100 и 200 саженей. Отечественный океанограф Л. Ф. Рудовиц, проделавший сопоставление показаний температуры воды по наблюдениям первой отечественной кругосветной экспедиции с данными, показанными для тех же пунктов (для глубин до 200–400 м) на картах Морского Атласа (1953 г.), отмечает, что «измерения первой русской кругосветной экспедиции дали впервые ясное и четкое представление о характере распределения температуры в верхних слоях Мирового океана» [15, с. 314].
Экспедицией были впервые отмечены основные особенности вертикального изменения температуры вод Мирового океана, такие, как наличие верхнего, подверженного сезонным колебаниям температуры слоя, слоя скачка температуры и нижележащего слоя с постепенным убыванием температуры воды на глубине.
Анализируя наблюдения над температурой воды и воздуха во время плавания, И. К. Горнер высказал идеи, очень близкие к современным представлениям о теплообмене между морем и атмосферой. Он отметил, что «море получает теплоту от воздуха и лучей солнечных» и что «вода не так скоро пропускает теплоту, как воздух, вследствие чего она медленнее переменяет температуру свою, нежели воздух», и что поэтому она иногда бывает теплее, а иногда холоднее прикасающегося к ней воздуха [15, с 314, 315].
Любопытные выводы были сделаны в ходе наблюдений над удельным весом морской воды. Был отмечен факт повышения солености воды в Атлантике по сравнению с Тихим океаном, возрастание солености воды в Атлантическом и Тихом океанах на поверхности в направлении от тропиков к экватору и более высоким широтам, наличие пониженной солености по сравнению с океанической в окраинных морях (Охотском, Японском, Южно-Китайском и др.).
