Западные и южные районы Оренбургской губернии посетил астраханский отряд академической экспедиции С. Г. Гмелина (1745–1774). Он обследовал в 1769 году часть Рын-Песков, а в 1772–1773 годах совершил плавание вдоль восточных берегов Каспийского моря. С. Г. Гмелин осматривал Мангышлак (мыс Тюбкараган) и собрал там коллекции. Но при возвращении из экспедиции С. Г. Гмелин был захвачен в плен около Дербента местным ханом и умер спустя полгода.
Мы уже упоминали, что П. И. Рычков направил для работы в отряде Палласа своего сына Николая, имевшего в то время чин капитана. Николай Рычков (1746–1784) в 1769–1770 совершил несколько самостоятельных путешествий по Заволжью и Приуралью, описанных им в труде под названием "Журнал или дневные записки путешествия капитана Рычкова по разным провинциям Российского государства, 1769 и 1770 гг.".
Этот объемистый труд (в нем 322 страницы) напоминает по своему содержанию подобные работы П. С. Палласа и И. И. Лепехина. В нем подробно описывается маршрут путешествия, отмечены особенности рельефа, растительности и животного мира, содержатся подробные данные о городах и заводах, собран богатый этнографический и археологический материал. Сведения, содержащиеся в дневнике Николая Рычкова, представляют ныне большой историко-географический интерес, так как дают возможность сравнить лесистость, состав животного мира края во второй половине XVIII века с современным.
Н. Рычков устанавливает важную закономерность строения речных долин Приуралья, отмечая их неравносклонность. По его наблюдениям, "все реки, выходящие вершинами своими с полуденной (южной. — А. Ч.) страны Оренбургской губернии и стремящиеся на полночь (север. — А. Ч.), протекают большею частью подле гор. Берега, на восток лежащие, бывают обыкновенно исполнены крутыми и притом лесистыми горами, а те, кои лежат на западную сторону, суть пология и ровные места так, что воды, весной разливающиеся, наводняя оные, производят тут приятные луга" (19). Причины этого явления, вызванного вращением Земли, были установлены в 1857 году российским ученым Карлом Бэром, а в пределах Оренбургского края подробно изучены в начале XX века С. С. Неуструевым.
В апреле 1771 года Николай Рычков вместе со своим братом Андреем участвует в походе в казахскую степь по маршруту Орск — горы Улутау (запад современной Джезказганской области) — /крепость Усть-Уйская (на слиянии рек Уй и Тобол). Это путешествие длилось около двух месяцев и состояло из непрерывных изнурительных переходов. Свои наблюдения во время похода Николай Рычков описал в "Дневных записках путешествия капитана Рычкова в Киргиз-Кайсацкой степи", изданных в 1772 году, объемом в 102 страницы.
