例如他在福建旅行的时候，看到建溪和宁洋溪（今九龙江）二水的流速相差比较大，据他猜测二者的流速相差恐怕有十倍，而所发源山脉的高度则大致相同。
由于入海的路程，建溪是８００余里，宁洋溪只有３００余里，因此他认为二水流速的缓急与河源距海的远近有关，距海近的河床落差大，而水流急。
后来，徐霞客又远游西南，在湖南和广西看到河流两岸的峭壁和岬角时写着“山受啮，半剖为削崖”，“两旁石崖，水啮成矶”，正确指出了那是受流水侵蚀作用而形成的，对于岩溶地貌的落水洞和石钟乳成因的解释，也大都合乎科学的原理。
由于徐霞客对大自然的细心观察，也认识到自然界中各种地理因素的关系。例如通过对植物的观察，阐明了植物与高度、温度和风速的关系。
他在游天台山时写道：“循路登绝顶，荒草靡靡，山高风洌。”游云南棋盘时说：“顶间无高松巨木，即丛草亦不甚深茂，盖高寒之故也。”
徐霞客对中国的岩溶洞穴也有着浓厚的兴趣。在前往大西南之前，就曾游历过江苏宜兴的庚桑、善卷洞；浙江金华的双龙、冰壶洞。
听说桂林有个七星岩，他就下定决心，一定要前往探察。
在他到达桂林后的第三天，他便急冲冲地钻进了七星岩。
从洞的北口进入洞内，看到七星岩洞果然气势非凡，结构复杂。它共包括了上下两个洞府，上洞称七星岩，下洞叫栖霞洞；共分六个洞天，总长达三华里还多。
洞内石钟乳悬垂而下，千奇百状，仪态万千：有的像跳跃的鲤鱼，有的像“猴子摘桃”，有的如“青蛙跳塘”，有的似“双狮抢球”、“双蛇入洞”，还有的很像南瓜、龙眼、莲藕、荔枝，真是五光十色，美不胜收。再加上流水深潭，交相辉映，不禁使徐霞客叹为观止。
过了一个月以后，徐霞客再度游览了七星岩。这次游览，他把重点放在踏勘、考察及地理研究上。
他考察了七星岩所在的整个山体，查看了七星岩西面、东南面和北面的１５个山洞洞口，并且分别作了描绘，收入《徐霞客游记》之中。
当然，徐霞客所深入考察过的岩溶洞远远不止这些，他在西南旅行的时候，就考察过一百多个，还没有包括那些只是在洞外看看的岩洞。
长期的观察研究，使他积累了较多的观察材料，所以，徐霞客对中国岩溶地理作出了许多确切、生动的描述。
比如，他在记述广西三里城地方佛子岭的一个洞穴——南岩时，就指出“洞与涧皆磨砺以成云”。
也就是说，岩溶洞穴是因为流水的机械侵蚀作用所造成的。
事实也确实如此，有着很强溶解能力的地下水，朝着石灰岩的裂缝曲曲折折地渗透下去，年深日久，就会把这些裂缝溶蚀，逐渐扩大，形成复杂的洞穴。
又比如，对于洞内的石笋、钟乳石一类奇特景物，徐霞客认为那是由于从石灰岩中滴下来的水，经过蒸发后碳酸钙凝聚的结果。
徐霞客还努力采集植物、岩石和化石标本，直到临死之前还在病榻上研究远游带回来的岩石标本。
徐霞客（１５８７～１６４１），生于南直隶江阴（今江苏江阴）南旸岐，从很小的时候起就对祖国的山山水水充满了无限的热爱之情，曾经阅读过不少富有旅行探险内容的地理书籍。
但他并没有以此为满足，早就立下了遍游“五岳”的志愿。他从２２岁开始出游，到逝世前为止的３０多年里，不畏艰险，百折不挠，爬山涉水，走遍了祖国的大江南北，以达到他所希望的弄清祖国伟大山河的真实面目的目的。
他在广西考察的时候，曾经两次遇盗，三次绝粮，把身上所有值钱的东西全部都卖掉了，才得以活命。
还有一次，在广西柳江的一条支流上考察的时候，一不小心，一下子掉进了汹涌澎湃的江流之中，他叫天天不应，喊地地不语，过了好久，才被江水冲了出来。
但是这一切都没能阻止他去探索，他义无反顾地沿着自己既定的目标，继续探求大自然的奥秘。