A exuberância da natureza brasileira atraiu diversas expedições científicas. Uma delas foi a de Carl Friedrich Philipp von Martius. Em três anos, ele percorreu 10 mil quilômetros e fez a primeira classificação sistemática das plantas brasileiras, registrada em sua obra Flora brasiliensis. Descreveu 220 mil variedades em 40 volumes, ilustrados por 3.811 gravuras.
O botânico francês Auguste de Saint-Hilaire foi o primeiro pesquisador a explorar o interior do Brasil a convite do Império, no século XIX. Ele identificou cerca de 120 tipos de quaresmeiras.
A mais famosa de todas as expedições foi a do médico e naturalista alemão Georg Heinrich von Langsdorff. Ao participar de uma volta ao mundo marítima, ele esteve na costa de Santa Catarina e apaixonou-se pelo país. Em 1813, nomeado cônsul-geral da Rússia no Rio de Janeiro, comprou uma fazenda chamada Mandioca, na baía de Guanabara, logo transformada em projeto piloto para suas experiências. Entre outras novidades, Langsdorff propunha a exploração racional da terra por meio de culturas alternadas e condenava a prática das queimadas. Planejou uma expedição científica pelo interior do Brasil. Tendo conseguido financiamento do czar Alexandre I em 1821, Langsdorff contratou uma equipe de pesquisadores e voltou ao Brasil. Entre 1824 e 1829, ele percorreu 16 mil quilômetros pelas províncias do Rio de Janeiro, Minas Gerais, São Paulo, Mato Grosso, Pará e Amazonas, realizando um precioso levantamento zoológico, botânico, mineralógico e etnográfico.
O naturalista deixou de escrever seus diários em 20 de maio de 1828, depois de cruzar o rio Juruena, no Pará. Ele passou a ter alucinações causadas por violentas febres tropicais (possivelmente malária), primeiros sintomas da doença que lhe apagaria a memória e o levaria à loucura. Langsdorff conviveu com sua loucura por mais 25 anos. Morreu em 1852, aos 78 anos, na Alemanha. Seus diários só foram encontrados em 1930.
Fascinado por esoterismo, o tenente-coronel inglês Percy Harrison Fawcett percorreu o interior do Brasil, entre 1921 e 1925, procurando resquícios de uma antiga civilização. Desapareceu na Serra do Roncador, no Mato Grosso, e seu corpo jamais foi encontrado. Acredita-se que ele tenha sido morto por índios da região.
