Вклад Петра Семёнова-Тян-Шанского в развитие географии заключается в следующих достижениях:

• Изучение горной системы Тянь-Шаня. 2 Исследователь доказал, что на Тянь-Шане отсутствуют действующие вулканы, а вечные снега на его склонах лежат на очень большой высоте. 2 Он составил первую схему орографии Тянь-Шаня в виде системы широтных хребтов. 2
• Открытие высшей точки Тянь-Шаня — вершины Хан-Тенгри. 4 Учёный определил положение хребтов системы с невиданной точностью, изучил местные природные пояса, линии залегания снегов и смог исследовать ледники. 4
• Исследование и описание гор Алтая, Тарбагатая, Заилийского и Монгольского Алатау, озера Иссык-Куль и горного массива Хан-Тенгри. 2

Кроме того, Семёнов-Тян-Шанский ввёл в практику дробное географическое изучение природы и экономики России. 3 Для этого он дал группировку материалов и их анализ не по губерниям, а по районам, выделяемым по особенностям их природы и хозяйства. 3

Также учёный редактировал пятитомный «Географическо-статистический словарь Российской империи», в котором написал большое количество крупных статей, включавших в себя историческую, физико-географическую и экономико-географическую характеристику губернии, уезда или города. 1