Humboldt oli tehnyt Euroopassa jo monta laajaa tutkimusretkeä, kun hän pyrki ranskalaisen kapteenin Baudinin keralla tämän matkalle maan ympäri, josta matkasta ei kuitenkaan hänen suureksi mielipahakseen tullut mitään. Tämän suunnitelman rauettua hän yritti Marseillesta päästä Egyptiin, jonne Bonaparte oli vastikään lähtenyt armeijoineen, suuren tieteellisen seurueen saattamana. Marseillesta ei kuitenkaan ollut lähtevää laivaa, eikä Humboldtilla lopulta ollut muuta neuvoa, kuin suunnitella itsenäinen matka omilla varoillaan, ja matkan määräksi hän asetti Etelä-Amerikan, joka tutkimusalueena yhä vielä oli terra incognita, vaikka jo olikin niin monta vuosisataa kulunut sen löydöstä. Espanjan ja Portugalin hallitukset olivat visusti sulkeneet siirtomaansa kaikilta ulkomaalaisilta ja varsinkin oppineilta. Humboldtin ylhäiset tuttavat ja suosijat tasoittivat kuitenkin hänelle tien, niin että Espanjan hallitus suostui hänelle ja Aimé Bonplandille, ranskalaiselle kasvitieteilijälle, joka matkusti hänen mukanaan, suomaan vapaan matkustusluvan Atlantin takaisissa siirtokunnissaan. Kesällä 1799 molemmat tutkijat lähtivät matkaan Corunasta espanjalaisella sotalaivalla.
Pico de Teyde.
Laiva poikkesi ensinnä Canarian saarille Teneriffaan, jossa Humboldt ei suinkaan laiminlyönyt tilaisuutta noustakseen mahtavan Picon kukkulalle, jossa hän saattoi kurkistaa tämän valtavan tulivuoren kraatteriin. Tämä näkö jo sai hänessä järkkymään Wernerin »neptunistiset» mielipiteet, joiden mukaan tulivuoret ovat palamaan syttyneitten maanalaisten rikkikiisukerrosten aikaansaamia mullistuksia ja basaltit vedessä muodostuneita kallioisia. Tässä hän nyt omin silmin näki basalttien muodostumisen sulasta hehkuvasta laavasta. Saaren kasvistokin herätti molempien tiedemiesten huomiota ja Orotavan ikivanha traakipuu tuli tämän käynnin kautta laajalti tunnetuksi ja kuuluksi.
Merimatkalla molemmat tiedemiehet nostivat syvyydestä eläimiä ja kasveja, tutkivat meriveden kemiallista kokoomusta ja joka yö meren loistoa, josta Humboldt ensimmäisenä lausui julki sen oikean käsityksen, että ilmiön aiheuttivat pienet fosforivaloa synnyttävät elimistöt.
Cumana Venezuelan rannikolla oli ensimmäinen Etelä-Amerikan satama, jossa laiva poikkesi maihin. Troopillisen kasvimaailman uhkeus aivan hurmasi molemmat tutkijat. »Niinkuin narrit juoksemme ympäri», kirjoitti Humboldt veljelleen Wilhelmille, »ja Bonpland vakuuttaa, että hän tulee hulluksi, elleivät ihmeet pian lopu».
Leonidit.
Marraskuun 12 p. Humboldt näki Leonidien tähtilennot harvinaisen suurenmoisina. »Ilman kannella kiiti suuria tulipalloja ikäänkuin ilotulituksessa ja näistä pirskui sädekimppuja, joiden läpimitta oli ainakin pari astetta». Eteläisen tähtitaivaan satumainen loisto, johon ilman puhtaus oli syynä, herätti muutenkin tutkijain ihastusta. Maanjäristyksiinkin heillä oli »onni» tutustua niinä neljänä kuukautena, jotka he Cumanassa viettivät. Ilmapuntarin päivittäiset, tropiikissa erinomaisen säännölliset vaihtelut niinikään herättivät Humboldtin huomiota.
Guacharo-luola.
Retkeillessään Turumiquire-vuoristossa Humboldt kävi Guacharo-luolassa, »valtavassa luolassa, jossa asustavain tuhansien yölintujen rasvasta saadaan guacharo-öljyä. Luolan suu oli todella majesteetillinen, mitä rehevimmän kasvullisuutensa kehyksissä. Melkoinen joki kumpuaa luolasta ja sen sisustassa kaikuu lintujen surumielinen laulu. Se on chayma-intiaanien Akheron, sillä tämän heimon ja Orinocon muittenkin intiaanien uskon mukaan menevät vainajain sielut tähän luolaan ja Guacharon matka heidän kielellään on samaa kuin kuolema.
»Kerran vuodessa, juhannuksen aikaan, käyvät intiaanit tässä luolassa, la cueva de Gnacharossa, aseinaan seipäät, joilla he lyövät alas suurimman osan linnunpesistä. Täten surmataan tuhansia lintuja, vanhain guacharoitten leijaillessa intiaanien päällä ikäänkuin poikasiaan suojellakseen, kamalasti kiljuen. Maahan pudonneet poikaset paikalla leikataan auki ja suolia ympäröivä rasva, joka täyttää koko mahaontelon, otetaan pois. Tämän toimen ajaksi, jota sanotaan öljyn korjuuksi, intiaanit rakentavat palmunlehdistä majat luolan suulle ja tekevät sinne tulet, sulattaakseen saviruukuissa kuolleitten linnunpoikasten rasvan. Rasvaa sanotaan guacharovoiksi eli -öljyksi. Se on puoleksi juoksevaa, läpinäkyvää, hajutonta ja säilyy kokonaisen vuoden eltaantumatta.»