В 1840 году, после того как посвящение в миссионеры едва не сорвалось из-за провала на первой же проповеди, Ливингстон все-таки отбыл в Капскую колонию. Во время плавания капитан судна научил его астрономическому определению координат различных точек Земли. Ливингстон достиг в этом такого совершенства, что позже по его топографическим съемкам были составлены самые лучшие карты Южной Африки.
В июле 1841 года он добрался до миссии Моффета в Курумане, расположенной на берегу одноименной реки южнее пустыни Калахари, - самой удаленной точки продвижения посланцев христианской веры. Ливингстон через некоторое время понял, что африканцев мало интересуют религиозные проповеди. Зато местные жители сразу же оценили по достоинству медицинские познания молодого миссионера, охотно учились у него грамоте, старались перенять новые для них приемы ведения сельского хозяйства. В стране бечуанов он обучился их языку (семьи банту), и это очень помогло ему во время путешествий, так как языки банту близки друг к другу. Он женился на Мери Моффет, дочери первого исследователя огромной полупустыни Калахари; жена стала ему верной помощницей. Семь лет Ливингстон провел в стране бечуанов. Под предлогом организации миссионерских станций он совершал, чаще всего зимой, ряд путешествий.
У Ливингстона было множество причин, заставлявших его искать пути на север: и поиски свободных земель, и стремление к миссионерской деятельности, и желание разведать еще неоткрытые неведомые пространства. В 1849 году Ливингстон, увлеченный рассказами африканцев о
Населяли эти местности, однообразные и далеко не плодородные, бушмены и так называемые
Когда путешественники к северу от Калахари достигли галерейных лесов, росших по берегам рек, у Ливингстона возникла мысль изучить все реки Южной Африки, чтобы найти естественные проходы в глубь страны, принести туда идеи Евангелия и завязать равноправную торговлю. Ливингстон вскоре вошел в историю открытия Африки как "ищущий реки".
Упомянутое выше озеро - это озеро Нгами, открытое им 1 августа 1849 года. Большое гладкое зеркало воды было окружено зарослями тростника. Измерения высот убедили Ливингстона в том, что Калахари имеет чашеобразную форму; он впервые описал ее степные районы. Ливингстон выполнил исследование Нгами, оказавшегося временным озером, питающимся в период дождей водами большой реки Окаванго, - через пересыхающие рукава ее заболоченной дельты.
Из Колобенга, поселения, основанного им на южной границе пустыни, Ливингстон в 1850 и 1851 годах вновь предпринимал попытки отправиться на север. Но первая попытка окончилась почти безрезультатно, так как члены его семьи тяжело заболели лихорадкой. Второе же путешествие привело его вместе с Осуэллом к Замбези.