Благодаря участию в этой экспедиции Лангсдорф сумел объездить полсвета — он побывал на Канарских и Маркизских островах, в Бразилии и Японии, на Камчатке и Аляске, в Калифорнии, а также проехал сухим путем от Охотска до Петербурга. По записям, сделанным исследователем, можно судить, сколь широк был круг вопросов, которыми он занимался во время путешествия. Зоологические, минералогические, ботанические наблюдения соседствуют с материалами по лингвистике и страноведению.
Приводятся уникальные для того времени сведения об атмосферном давлении, температуре и влажности воздуха, температуре и уровне солености океана. Впрочем, ничуть не меньше различных природных явлений его интересовали также уклад жизни местного населения, особенности одежды, питания, ремесел, земледелия, скотоводства, способов охоты, рыбной ловли, а также всевозможные сведения о судоходстве, торговле и промыслах. И везде ученый неутомимо пополнял собираемые им коллекции насекомых, растений, животных и рыб.
В дневниковых записях его товарищей по путешествию Лангсдорф предстает то как хирург, оперирующий больных, то как естествоиспытатель, практически лишивший себя сна, для того, чтобы в течение трех месяцев ежечасно записывать показания метеорологических приборов, то как погонщик собачьей упряжки, на которой он ездил по Камчатке, то как этнограф, тщательно зарисовывающий татуировки жителей Маркизских островов.
По возвращении в Петербург Лангсдорф, назначенный к тому времени адъюнктом Российской Академии наук, в течение нескольких лет обрабатывал собранные им во время экспедиции материалы, а также опубликовал несколько работ, в числе которых и ставший классическим труд под названием «Замечания о путешествии вокруг света в 1803—1807 гг.», принесший ученому не только мировую известность и всеобщее признание, но и звание академика Петербургской Академии наук.
Богатейшие энтомологические, герпетологические, ихтиологические, орнитологические сборы, множество чучел млекопитающих, более 1 000 живых растений, гербарий, насчитывающий почти 100 000 экземпляров (один из самых полных в мире по тропической флоре), образцы минералов, около 100 этнографических предметов, несколько сот рисунков, десятки карт и планов, более 2 000 листов рукописей — таков итог этого путешествия.
А в 1812 году Лангсдорф был назначен генеральным консулом России в Рио-де-Жанейро. Эта миссия предоставляла ему уникальные возможности, поскольку он намеревался совмещать свои консульские обязанности с научными исследованиями Бразилии, тогда еще только открывавшейся перед европейскими учеными. За весь период своего пребывания там он поддерживал постоянную связь с Петербургской Академией наук, сообщая различные сведения об этой стране, о населяющих ее племенах и высылая естественнонаучные коллекции. Помимо Петербургской Академии наук собрания Лангсдорфа получали также в дар музеи Гамбурга, Парижа и Лондона.
