1827年，洪堡回到柏林，他的私人财产由于他的旅行和印刷发行他的科学论著而耗尽了。因此，他后来接受了普鲁士王宫一个宫廷大臣的职位。两年以后，他又应俄国沙皇的邀请，去了圣彼得堡。这时他已年过花甲，但仍壮心不已，骑马乘车跨越险峻的乌拉尔山脉，考察了广袤的西伯利亚，从叶尼塞河直到中国边界处的阿尔泰山脉，并在归途中考察里海。此次北亚之行，为期半年，行程.. 15480千米。洪堡在途中十分注意温度的观察，他清楚地看到在同一纬度上气温因为离海洋的远近而不同。回到圣彼得堡以后，他力劝沙皇建立起一个气象站网来定期记录天气情报，沙皇答应照办。到.. 1835年，俄国气象站网已从圣彼得堡往东一直设立到北美洲阿拉斯加沿海的一个岛屿上。洪堡后来根据这些观测站资料，在1845年制成第一幅世界年平均等温线图。
洪堡从俄国回到柏林后，每天伏案十几个小时，致力于他一生艰苦跋涉和辛勤研究的结晶——《宇宙》一书的著述。该书共5卷，第1卷于1845年出版，当时他已76岁了；第5卷则是在他死后根据他遗下的大量笔记于1862年付印的。该书将洪堡一生所有的钻研和发现都汇集在一起，其内容像书名一样广泛而丰富。