По пустыням и горам Монголии и Китая Пржевальский прошел более 11 800 километров и при этом нанес на карту (в масштабе 10 верст в 1 дюйме) около 5700 километров. Научные результаты этой экспедиции поразили современников. Пржевальский дал подробные описания пустынь Гоби, Ордоса и Алашани, высокогорных районов Северного Тибета и котловины Цайдама (открытой им), впервые нанес на карту Центральной Азии более 20 хребтов, семь крупных и ряд мелких озер. Карта Пржевальского не отличалась точностью, так как из-за очень тяжелых путевых условий он не мог делать астрономические определения долгот. Этот существенный недочет позднее был исправлен им самим и другими русскими путешественниками. Он собрал коллекции растений, насекомых, пресмыкающихся, рыб, млекопитающих. При этом были открыты новые виды, получившие его имя, - ящурка Пржевальского, расщепохвост Пржевальского, рододендрон Пржевальского... Михаил Александрович Пыльцов, самоотверженный его товарищ, был удостоен такой же чести.
Двухтомный труд "Монголия и страна тангутов" (1875-1876), в котором Пржевальский дал описание своего путешествия, доставил автору мировую известность и был полностью или частично переведен на ряд европейских языков.
В Петербурге Пржевальского встретили как героя - речи, банкеты, торжественные собрания. Русское географическое общество присуждает ему свою высокую награду - Большую золотую медаль. Он получает Золотую медаль Парижского географического общества и "высочайшие" награды - чин подполковника, Пожизненную пенсию в 600 рублей ежегодно. Его называют "замечательнейшим путешественником нашего времени", ставят рядом с Семеновым-Тян-Шанским, с Крузенштерном и Беллинсгаузеном, с Ливингстоном и Стэнли...
В январе 1876 года Пржевальский представил в Русское географическое общество план новой экспедиции. Он намеревался заняться исследованием Восточного Тянь-Шаня, дойти до Лхасы, увидеть которую мечтало столько поколений европейских географов, и главное - обследовать загадочное озеро Лобнор. Кроме того, в тех краях, как писал Марко Поло, обитает дикий верблюд. Пржевальский надеялся найти и описать это животное.
Почти два месяца занял путь от Москвы через Урал в Семипалатинск, где Пржевальского ждали верные спутники - Чебаев и Иринчинов.
Прибыв в Кульджу в июле 1876 года, Пржевальский вместе с помощником Федором Леонтьевичем Эклоном в середине августа двинулся вверх по "гладкой, как пол", долине Или и ее притока Кунгеса и перевалили главную водораздельную цепь Восточного Тянь-Шаня. Пржевальский доказал, что эта горная система в средней части разветвляется: между ответвлениями он обнаружил два изолированных высоких плато - Их-Юлдуза и Бага-Юлдуза в верховьях реки Хайдык-Гола, впадающего в озеро Баграшкёль. К югу от озера он пересек западную оконечность
Пройдя южные отроги Тянь-Шаня, путешественники вошли в город Курлю, где их ждал эмир, обещавший содействие экспедиции. Эмир приставил к русским своего верного человека - Заман-бека, некогда состоявшего на русской службе, и предписал ему неотлучно находиться при экспедиции.
