В 1882 г. в рамках проведения Первого международного полярного года[26] Россия построила на Новой Земле в становище Малые Кармакулы полярную станцию. Экспедицией руководил гидрограф лейтенант К. П. Андреев. В её состав вошли мичман Д. А. Володковский, заведующий Кронштадской морской астрономической обсерваторией В. Е. Фус, врач Л. Ф. Гриневицкий, наблюдатель Н. В. Кривошея, матросы Н. Демидов, А. Ларионов, Ф. Тисков, Я. Трофимов и рабочий В. Тарасов. С 1 сентября 1882 г. по 3 сентября 1883 г. научный персонал станции вел непрерывные метеорологические и геомагнитные наблюдения. В конце апреля – начале мая 1883 г. Л. Ф. Гриневицкий в сопровождении двух ненцев совершил первое исследовательское пересечение Южного острова архипелага от Малых Кармакул до восточного побережья. Опубликованные труды новоземельской полярной станции стали достоянием мировой науки.

В конце столетия военными гидрографами были проведены следующие исследования: 1887 г. – гравиметрические наблюдения лейтенанта А. И. Вилькицкого; 1889 г. – опись западного берега от Малых Кармакул до Маточкина Шара капитаном II ранга П. Ивановым. В 1893–1897 гг. различные гидрографические работы были проведены офицерами крейсеров «Наездник» (1893), «Вестник» (1894), «Стрелок» (1895), «Самоед» (1896–1897).

Многие путешественники, бывавшие на Новой Земле, находили на её берегах отдельные куски каменного угля. Это явилось основанием для предположения о наличии на архипелаге залежей ископаемого горючего. С целью выяснить это Министерство земледелия и государственных имуществ в 1895 г. снарядило геологическую экспедицию под руководством Ф. Н. Чернышёва (Морозевич, 1896). Кроме того, стояла задача дать первую общую картину геологического строения архипелага. Кроме Чернышёва в состав экспедиции вошли астроном А. А. Кондратьев, натуралист И. А. Морозевич и четверо рабочих. Экспедиция работала на Южном острове Новой Земли с июля по сентябрь. Одним из главных итогов экспедиции стало предположение Чернышёва о тождестве геологического строения Новой Земли и Урала. Также были намечены основные вехи геологической истории островов. А вот выводы относительно залежей каменного угля были неутешительны: «По предварительному отчету… видно, что горючим ископаемым Новая Земля не богата» (ГААО. Ф. 1. Оп. 8. Т. 1. Д. 2109. Л. 43).

В 1896 г. на Новую Землю отправилась экспедиция Академии наук под руководством Б. Б. Голицына. В её состав входили академик О. А. Баклунд, астроном С. К. Костинский, физик И. Т. Гольдберг, зоолог Г. Г. Якобсон, А. П. Ганский. Ученым предстояло выполнить цикл физико-метеорологических наблюдений во время полного солнечного затмения. В становище Малые Кармакулы была основана постоянная метеостанция, которую снабдили лучшими на то время измерительными приборами. Эта станция представляла особый интерес для изучения атмосферных процессов в Арктике, т. к. являлась самой северной в мире. По итогам этой экспедиции Б. Б. Голицын опубликовал капитальное исследование «О метеорологических наблюдениях на Новой Земле», в котором рассмотрел геофизические изменения на данном архипелаге на протяжении четырех столетий (Голицын, 1898). Также с целью наблюдения солнечного затмения и проведения магнитных и метеорологических наблюдений на Новую Землю прибыла экспедиция Казанского университета под руководством профессоров Д. И. Дубяго и Д. А. Гольфгаммера (Краткий отчет…, 1896).

На рубеже столетий на Новой Земле работал целый ряд экспедиций, внесших определенный вклад в дело изучения архипелага: географ Б. М. Житков и зоолог С. А. Бутурлин по поручению Общества любителей естествознания, антропологии и этнографии занимались изучением фауны архипелага (1900, 1902 гг.); художник А. А. Борисов (1900–1901 гг.) совершил санную поездку к восточному берегу Новой Земли, во время которой сделал съемки заливов Чекина, Незнаемого и Медвежьего.