Экспедиционные исследования начались в конце XVIII в., когда Беларусь вошла в состав Российской империи. Российская Академия наук направляет для изучения природы и хозяйства присоединённых территорий научные экспедиции. Так, под руководством Ивана Ивановича Лепёхина изучались природные ресурсы территории, расположенной в бассейне Днепра и Западной Двины. Такой же комплексный характер имела и другая академическая экспедиция во главе с Василием Михайловичем Севергиным. Она проходила в 1802–1803 гг. на территории, расположенной в бассейне Немана.
Огромное значение для изучения природы Полесья имела комплексная Западная экспедиция, возглавляемая Иосифом Ипполитовичем Жилинским. Основной её целью было осушение болот Полесья. Экспедиция была организована в конце XIX в., и длилась она более 25 лет. Результатом исследований стал генеральный план осушения полесских болот. Организованы метеостанции в Пинске, Василевичах, созданы водомерные посты, исследовательская ферма (Речицкий район). Данные экспедиции положили начало исследованиям природы Беларуси.