Als 27 anys, amb una completa formació en geologia, botànica, geografia, astronomia, zoologia, humanitats i idiomes i una gran fortuna es proposà organitzar grans expedicions científiques. A París va conèixer el jove Aimé Bonpland, qui el va acompanyar en el seu viatge a Amèrica. Partint de La Corunya i havent fet escala a Tenerife, Humboldt i Bonpland van arribar a Cumanà (Veneçuela) el 16 de juliol de 1799. Partint de Caracas, va descobrir la Cova del Guácharo i el primer èxit dels expedicionaris va ser recórrer lOrinoco fins a arribar a les seves fonts i evidenciar la comunicació via brazo Casiquiare daquest riu amb lAmazones. Després de visitar Cuba, assoliren una complicada travessia pels Andes fins a arribar a Quito. Dins la seva estada a la zona varen ascendir el Chimborazo i el Pichincha, a més daccedir al naixement del riu Amazones. Humboldt també va fer-hi observacions oceanogràfiques, que el portaren a descobrir un corrent marí que duu el seu nom (corrent de Humboldt). La darrera etapa del viatge va ser a Mèxic, abans de ser convidats pel president estatunidenc Thomas Jefferson, gran aficionat als estudis geogràfics, i de la definitiva tornada a París. En total lexpedició havia durat cinc anys (del 1799 fins al 1804) i els descobriments en matèria de geografia i ciències naturals havien estat immensos
