Выдающийся русский учёный, геолог и географ, профессор Петербургского горного института, знаменитый путешественник, член Императорского Русского Географического Общества, сотрудник Геолкома.
Исследовал Южный Урал, где открыл три неизвестных в России минерала (в т.ч. мышьяковый колчедан, указав при этом на его связь с жильными месторождениями золота). Исследовал западные отроги Тянь-Шаня, долину р. Сырдарьи, Багамские горы, северный Тянь-Шань и район Кульджи, Златоустовский горный округ Урала, Туркестан.
Разработал научную концепцию геологического строения Средней Азии. Составил (вместе с Г. Д. Романовским) первую геологическую карту Туркестана (1881). Исследовал геологическое строение и ледники Кавказа, месторождения каменного угля и марганца в бассейне р. Риони, Закаспийскую область, Нижнее Поволжье, соляные озера Крыма. Изучал причины и последствия землетрясения в г. Верном (1887).
Автор фундаментального труда “Физическая геология” (1888–1891).
В честь ученого названы географические объекты в Антарктиде, Сибири, Центр. Азии и минерал мушкетовит.