Во-вторых, экспедиция провела громадную научную работу. Существенная заслуга экспедиции состояла в точном определении географических координат островов, мысов и других пунктов и составлении большого числа карт, что являлось излюбленной специальностью самого Беллинсгаузена. Нужно удивляться исключительной точности наблюдений как самих Беллинсгаузена и Лазарева, так и прочих офицеров экспедиции, и особенно астронома Симонова. Эти определения не потеряли своего значения до сих пор и очень мало отличаются от новейших определений, произведенных на основе более точных методов и более совершенными мореходными инструментами. Карта Южных Шетландских островов являлась наиболее точной вплоть до самого последнего времени, а зарисовки островов, сделанные художником Михайловым, используются в английских лоциях до сих пор; особенно точно были измерены высоты гор и островов Лазаревым. Астроном Симонов производил систематические наблюдения над изменением температуры воздуха, штурмана — над элементами земного магнетизма. Экспедиция произвела много важных океанографических исследований: впервые доставались пробы воды с глубины помощью примитивного батометра, изготовленного корабельными средствами; производились опыты с опусканием бутылки на глубину; определялась впервые прозрачность воды помощью опускания на глубину белой тарелки; измерялись глубины, насколько позволяла длина имевшегося лотлиня (повидимому, до 500 м); была произведена попытка измерения температуры воды на глубине; изучалось строение морских льдов и замерзаемость воды разной солености; впервые производилось определение девиации компасов на различных курсах.
Экспедиция собрала богатые этнографические, зоологические и ботанические коллекции, привезенные в Россию и переданные в различные музеи, где они хранятся до сих пор.
Большой интерес представляют некоторые личные научные наблюдения Ф. Ф. Беллинсгаузена. Он разрешил многие сложные физико-географические проблемы; однако, к сожалению, научная слава досталась не ему, а западноевропейским ученым, занимавшимся теми же вопросами значительно позднее. Так, задолго до Дарвина, Беллинсгаузен совершенно правильно объяснил происхождение коралловых островов, являвшееся до него загадкою, он дал правильное объяснение происхождению морских водорослей в Саргассовом море, оспаривая мнение такого авторитета в области геотрафической науки его времени, как Гумбольдта; в теории льдообразования у Беллинсгаузена много правильных мыслей, не потерявших своего значения до настоящего времени.
