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, открыл Хан-Тенгри, исследовав высокогорное озеро Иссык-Куль, он установил, что оно бессточное. 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).В признание его научных заслуг П.П. Семенов получил право называться Тян-Шанским. Именем великого ученого названы горные хребты, отдельные вершины, ледник в Центральной Азии.
Горы Тян-Шань