Общая площадь Центральной Азии составляет около 6 млн. кв. км. Поверхность её образуют многочисленные щебнистые или песчаные равнины, окаймлённые или пересечённые горными хребтами. По своему рельефу Центральная Азия разделяется на три пояса, простирающихся с запада на восток:
- северный горный пояс. Главные горные системы: Тянь-Шань, Монгольский Алтай и Хангай;
- средний пояс равнин – пустыня Гоби (Шамо) и Кашгарская впадина, занятая пустыней Такла Макан;
- Тибетское нагорье (преобладающие высоты 4-5 тыс. м), ограниченное: Гималаями на юге, Каракорумом на западе, Куньлунем на севере и Сино-Тибетскими горами на востоке.
В Центральной Азии берут начало крупнейшие реки – Хуанхэ, Янцзы, Меконг, Салуин, Брахмапутра, Инд, Амур и др. Имеется множество озёр, самое крупное из которых высокогорное озеро Кукунор (4 200 кв. км).
Начало систематическому исследованию региона положили два путешествия в область Тянь-Шаня («Небесных гор») в 1856 и 1857 гг. П.П. Семёнова, более известного как Семёнов Тян-Шанский (1827–1914). Семёнов провёл первое комплексное исследование этой горной системы, и его метод был с успехом использован в дальнейшем другими русскими путешественниками.
Возможность для организаций экспедиций в Центральную Азию Императорское Русское географическое общество получило лишь после заключения между Россией и Китаем Тяньцзинского и Пекинского договоров (1858 и 1860 гг.). Первоначально, однако, это были кратковременные поездки для общего ознакомления с природными особенностями областей вблизи российской границы (Монголия, Маньчжурия). Эпоха больших, многолетних экспедиций в Центральную Азию, охвативших своими маршрутами огромные территории внутри материка, началась в 1870 г., когда Н.М. Пржевальский отправился в своё первое путешествие по Монголии и Китаю.
Период наиболее интенсивных исследований Центральной Азии русскими экспедициями приходится на 1870–1890-е годы. Наибольший вклад в дело научного освоения региона внесла блестящая плеяда путешественников – Н.М. Пржевальский, М.В. Певцов, Г.Н. Потанин, Г.Е. Грум-Гржимайло, В.А. Обручев, П.К. Козлов, первооткрыватели и первопроходцы многих труднодоступных областей Центральной Азии. Инициатором и организатором всех экспедиций неизменно выступало Русское Географическое Общество, созданное в Санкт-Петербурге в 1845 г.
Н.М. Пржевальский – самый выдающийся из русских исследователей Центральной Азии. С 1870 по 1885 год он совершил четыре больших экспедиции по Монголии, Китаю и северным окраинам Тибета. В результате этих путешествий были впервые подробно исследованы фактически неизвестные тогда районы бассейна Тарима и Северного Тибета и разведаны большие области Центральной Азии. Пржевальский произвёл съёмку более чем 30 тыс. км пройденного им пути и астрономически определил сотни высот и местностей, дав точную их привязку к географическим картам. Помимо того, ему удалось собрать обширные минералогические, ботанические и зоологические коллекции. Он открыл и описал дикого верблюда, дикую лошадь – Джунгарского скакуна (лошадь Пржевальского) и другие виды позвоночных. Научные результаты экспедиций Пржевальского изложены им в ряде книг, дающих яркую картину природы и характеристики рельефа, климата, рек, озёр исследованных территорий. Именем Пржевальского названы город на берегу Иссык-Куля (Каракол), хребет в системе Куньлуня, ледник на Алтае, а также ряд видов животных и растений, открытых путешественником. Будучи офицером русской армии, Пржевальский неизменно путешествовал с военным конвоем из казаков (русских и бурят), а в снаряжении его экспедиций, наряду с РГО, участвовало также военное ведомство (Генеральный Штаб), которое таким образом получало возможность собирать сведения о сопредельных с Россией странах. Свои путешествия Пржевальский скромно называл «научными рекогносцировками», считая, что ими он лишь прокладывает путь вглубь Азии будущим «более подготовленным и более специальным наблюдателям».
В отличие от Пржевальского, Г.Н. Потанин, путешествовавший по Центральной Азии в 1870–1890-е гг., конвоя не имел, ездил в гражданской одежде и с женой, подолгу жил в одном месте. Он умел расположить к себе людей и завоевать их доверие, что помогало ему в изучении быта и нравов азиатских народов. Потанин совершил пять больших путешествий по Монголии, Китаю и восточной окраине Тибета. В честь Потанина названы один из хребтов Наньшаня и крупнейший долинный ледник Монгольского Алтая.
После смерти Пржевальского в 1888 году исследование Центральной Азии продолжили его спутники – М.В. Певцов, В.И. Роборовский и П.К. Козлов, которые также были военными.
М.В. Певцов наиболее детально изучал систему Куньлуня – гигантской горной страны, «позвоночного столба Азии», и лежащую к северу от неё Кашгарию.
В.И. Роборовский прославился в основном своим путешествием в Наньшань и Восточный Тянь-Шань в 1893–1895 годах. Следуя Певцову, Роборовский «рекогносцировочные» маршрутные исследования сочетал с организацией узловых баз, откуда осуществлялись радиальные и кольцевые маршруты. Ему первому удалось создание стационарных пунктов, где регулярно вели записи его спутники.
П.К. Козлов – наиболее последовательный ученик Пржевальского, усвоивший и развивший методы его работы. Своё первое путешествие П.К. Козлов совершил в составе Четвёртой экспедиции Пржевальского в 1883–1885 годах; второе – под началом М.В. Певцова, третье, известное как «Экспедиция спутников Пржевальского», в качестве первого помощника её начальника В.И. Роборовского.
После такой основательной подготовки П.К. Козлов осуществил три самостоятельные экспедиции – Монголо-Тибетскую (1899–1901), Монголо-Сычуаньскую (1907–1909) и Монгольскую (1923–1926). В последнем путешествии П.К. Козлова принимала также участие его жена, известный орнитолог Е.В. Козлова-Пушкарёва.
В исследовании Центральной Азии Козлова более всего привлекали проблемы географии и естествознания. Им была подробно исследована в гидрологическом отношении область низовья Эдзин-гола и озёрами Сого-нор и Гашун-нор, проведены первые лимнологические работы на озере Куку-нор. Первым из европейцев П.К. Козлов посетил и описал северо-восточный угол Тибетского нагорья – провинции Амдо и Кам, район северной Гоби у долины Холт, обстоятельно изучил юго-восточный Хангай, собрал богатые естественно-географические коллекции, включающие в себя очень ценные новые виды и роды животных и растений. Однако, всемирную славу путешественнику принесли прежде всего его сенсационные археологические открытия, сделанные в ходе раскопок «мёртвого города» Хара-хото на окраине Гоби (1908) и курганов-могильников в Ноин-уле, к северу от Улан-Батора (1924–1925). Уникальные археологические находки П.К. Козлова хранятся в Эрмитаже, этнографические предметы, включая образцы буддийской иконографии, – в Российском этнографическом музее (РЭМ) и Музее антропологии и этнографии (МАЭ). Зоологические и ботанические коллекции сосредоточены в Зоологическом музее и Ботаническом Саду, где находятся аналогичные коллекции других русских путешественников.
Две самые крупные экспедиции по Центральной Азии в предвоенные годы, получившие большой резонанс в мировой прессе – это китайско-шведская экспедиция Свена Гедина (1926–1935) и Азиатская автомобильная экспедиция Андре Ситроена (1931–1932) при участии группы учёных (археологи, историки, геологи), кинематографистов и одного русского художника-эмигранта А.Е. Яковлева.