Большой интерес для науки составили коллекции животных и растений, собранные Пржевальским в Уссурийском крае.
Пржевальский выработал оригинальный способ собирания и приготовления коллекций. Он не стеснялся брать растения больших размеров в противоположность большинству исследователей, выбиравших для удобства только мелкие экземпляры. Собранные растения высушивались обычно во время привалов; сушка производилась на солнце. Благодаря быстрому высыханию, у растений сохранялась свежесть красок. Высушенные образцы помещались во весь рост в бумагу большого формата. К коллекции имелся реестр, где записывались место и время нахождения данного вида, а также сведения о почве и распространении. Будучи хорошо знаком с растительностью Европейской России, он собирал преимущественно местные сибирские виды. Из европейских видов - только редко встречающиеся в Европе.
Он как страстный охотник обратил особое внимание на изучение птиц, собрал на Уссури и озере Ханка «единственную в своём роде коллекцию, настолько полно представлявшую орнитологическую фауну этой интересной окраины нашего отечества, что последующие многократные изыскания доктора Бенедикта Ивановича Дыбовского лишь немного изменили и дополнили полученные H. M. Пржевальским результаты» [7].
Изучению «птичьего мира» озера Ханка Пржевальский посвятил две весны, наблюдая за жизнью и перелётом пернатых, и составил список 76 видов птиц, перелетающих на север. Всего же в Уссурийском крае он насчитал 224 вида. Он нашёл 36 видов птиц, новых для Уссури, некоторые из них были неизвестны науке.
Каждое чучело птицы или шкура млекопитающего были снабжены этикетками, на которых обозначалось название данного вида, его размеры, время и место добычи; для птиц, кроме того, отмечались: цвет глаз, клюва и ног, общая длина и размах крыльев.
За два года пребывания Пржевальского в Уссурийском крае им была собрана коллекция из 310 чучел птиц, около 300 видов растений, в количестве 2 тыс. экземпляров, 10 шкур млекопитающих, 42 вида яиц птиц, в количестве 550 штук, 83 вида семян различных растений. Вывезенные из Сибири коллекции обогатили географическую науку.
На Уссури Пржевальский встретил новое млекопитающее - чёрного зайца, и новое пальмовидное тропическое растение - диморфант.
Многое было сделано Пржевальским и для изучения климата Уссурийского края.
В течение 15 месяцев Пржевальский производил ежедневно метеорологические наблюдения. Методика этих наблюдений, разработанная во время путешествия по Уссури, применялась им впоследствии в центральноазиатских экспедициях без каких-либо особенных изменений. С 2 июля по 25 октября 1867 года наблюдения производились им 3 раза в день: в 8 часов утра, в 2 часа дня и в 8 часов вечера. Позже, с 25 октября, из-за порчи часов, наблюдения производились приблизительно в 6 часов утра, в полдень и в 6 часов вечера (время определялось по компасу). Метеорологический журнал имел следующие графы: дату, название местности, часы дня, в которые производились наблюдения, температуру воздуха, состояние атмосферы (облачность, осадки и т. д.), направление ветра и примечания, куда записывались туманы, грозы, удары грома, снеговой покров, морозы и другие явления природы.
Сравнивая здешний климат с климатом соответствующих по широте местностей Европы, Пржевальский отмечает суровый характер уссурийского климата. Он сопоставляет среднегодовую температуру на Уссури с таковой в Петрозаводске, Вологде и Казани, лежащих на 10-15° севернее, и указывает, что даже Архангельск, лежащий значительно севернее Уссури, имеет более высокую среднюю температуру зимы. Отмечает сильные и постоянные холода в первые весенние месяцы. Летний климат, по его описанию, представляет смесь континентального и морского, с частыми туманами, особенно на восточном склоне Сихотэ-Алиня.
Изучая климат Уссурийского края, Пржевальский приходит к выводу, что страна эта, несмотря на своё приморское положение, имеет гораздо более континентальный, нежели морской, климат. Своеобразный климат Уссурийского края Пржевальский объясняет влиянием моря, направлением господствующих ветров, расположением горных хребтов и «невозделанностью страны», изобилующей болотами и дремучими лесами.
Пржевальский первый широко исследовал и описал экономику края. Читатель найдёт в книге подробные описания сельского хозяйства, промыслов, транспорта, быта и жизни населения. Пржевальского поражают колоссальные богатства Уссурийского края. «Живи где хочешь, паши где знаешь, леса тоже вдоволь, рыбы и всякого зверя множество; чего же ещё надо?» - говорит автор устами одного из жителей. Но все эти богатства использовались хищнически. Описывая, например, грибной промысел, состоящий из сбора грибов, растущих на гнилых деревьях, Пржевальский отмечает, что житель, истребив в «течение пяти или шести лет все окрестные дубы, перекочёвывал на другое, еще нетронутое место. Опять рубил здесь дубовый лес… Таким образом, прекрасные дубовые леса истреблялись методически… Грустно видеть целые склоны гор оголёнными и сплошь заваленными гниющими остатками прежних дубов».
Не лучше обстояло дело и с другими промыслами. Так, для «удобства» охоты на зверей население поджигало высокую подсохшую траву, а часто вместе с травой загорался и лес.
Реки и озёра края таили в себе баснословное количество рыбы, но рыбный промысел был почти не развит.
Несмотря на высокое плодородие почвы в Уссурийском крае, посевы не давали надлежащих урожаев, а часто, из-за незнания природных условий, пашни выбирались неудачно и посевы погибали совсем. «Хлеб с весны всегда растёт высокий, густой, а потом или его водой зальёт, или дождём сгноит, или червяк поест и в результате можно не получить никакого урожая», - рассказывали жители.
Известный путешественник П. А. Кропоткин, изучавший за два года до путешествия Пржевальского хозяйственное положение уссурийских казаков, предложил некоторые мероприятия по улучшению положения населения, но «практическое выполнение намеченных мер, - писал Кропоткин, - поручили старому пьянице, который розгами приучал казаков к земледелию. И так дело шло всюду, начиная с Зимнего дворца до Уссурийского края и Камчатки» [8].
Описывая бедственное положение населения Уссурийского края, Пржевальский не видел коренных причин подобного положения, связанных с социально-экономическим строем царской России, но его обстоятельные описания хозяйства и быта местных жителей дали первую беспристрастную оценку экономики края.
Это правдивое описание не понравилось начальству, и, когда Пржевальский подал свой отчет «О результатах исследований на реке Уссури и озере Ханка», то ему пришлось услышать от командира такое замечание: «я прочел весь отчет, но я и без Вас знаю, что тут, т. е. в этом крае, скверно». «Эти слова, - писал Николай Михайлович, - произвели на меня удручающее впечатление».