Географ, статистик, общественный деятель. Руководитель Русского географического общества (с 1873) и Русского энтомологического общества (с 1889). В 1856 - 57 исследовал Тянь-Шань, составил первую схему его орографии и высотной зональности. Инициатор ряда экспедиций в Центральную Азию. Организатор первой переписи населения России 1897. Руководил изданием многотомных сводок по географии России: "Географическо-статистический словарь Российской империи" (тома 1 - 5, 1863 - 85); "Россия. Полное географическое описание нашего отечества" (соавтор с В.И.Ламанским) (1899 - 1914).
Одновременно с работой в качестве руководителя Центрального статистического комитета Семенов-Тян-Шанский начал составление огромного труда, равного которому и до сих пор нет в нашей литературе, — «Географическо-статистического словаря Российской империи», состоящего из пяти томов. Первый том вышел в 1863 г., а последний в 1885 г. На составление подробного географическо-статистического словаря у него ушло много сил и времени — более 20 лет, но оно же и сделало его самым крупным знатоком физической и экономической географии России. Статьи словаря имеют страноведческий характер — в них соединены данные по истории, природе, экономике. Для многих губерний Семенов-Тян-Шанский выделял их внутренние различия, т. е. производил дробное районирование. Очень хороши и цельны многие описания городов, например Москвы.
