Хотя в XX веке все моря и континенты уже были исследованы, в пределах СССР оставались территории, которые еще не были изучены учеными.
Советским исследователям необходимо было заполнить географические пробелы, поэтому они направились в Арктику, Сибирь и Центральную Азию.
Изучение Арктики
В 1930 году на Таймыр прибыли участники экспедиции от Всесоюзного Арктического института под руководством Георгия Ушакова. Учёные стремились исследовать арктические земли, с целью обнаружить новые территории и отразить их на карте. Эта местность была открыта в 1913 году, а в 1914 году получила имя Николая II, позже ее переименовали в Северную Землю.
На протяжении двух лет полярники из СССР исследовали архипелаг, преодолели несколько маршрутов на собачьих упряжках и прошли около 11 тысяч километров. Благодаря этой экспедиции учёные смогли составить карты множества территорий Северной Земли; в ходе исследования выяснилось, что архипелаг состоит из четырех крупных и нескольких мелких островов, большая часть которых покрыта льдами. В 1930-х годах в Арктике были открыты несколько новых островов: Ушакова, Шмидта, Визе и другие. Географы проводили исследования также с использованием авиации.
С XIX века местные жители Якутии — купцы, охотники за мехом и другие — полагали, что к северу от Новосибирских островов находится обширная земля с высокими зелеными травами, которую назвали Землей Санникова в честь первого человека, кто её увидел. До XX века не было ясности, существует ли на самом деле эта территория, а результаты множества экспедиций давали противоречивые выводы.
Легенда о загадочной земле стала основой для фантастической повести Владимира Обручева «Земля Санникова».
Благодаря Обручеву в 1930-е годы была использована авиация для поиска Земли Санникова или для доказательства её несуществования. Однако, сколько бы эту землю ни искали, обнаружить её не удалось; существует мнение, что это был ледяной остров, который переместился и растаял.
Изучение Сибири
Участники экспедиции под руководством Сергея Обручева в 1926 году открыли огромную горную систему, длина которой превышает тысячу километров, а высота — три тысячи метров. Этот хребет был назван в честь известного географа Ивана Черского.
Но достижения команды Сергея Обручева на этом не закончились! Им удалось обнаружить ранее неизвестные хребты и описать маршруты некоторых рек — например, ранее направление потока Колымы указывалось с ошибкой в 10 градусов. Учёные продолжили исследовать север страны, и в 1932 году Арктический институт в ходе чукотской экспедиции открыл и описал Корякское нагорье, расположенное в Камчатском крае.
В 1937 году ученые обнаружили современные ледники, а также провели исследования, выявив районы оледенения в горных системах Северо-Восточной Сибири, включая хребет Черского, Верхоянский хребет и другие.
Исследователи выполняли топографические съёмки, чтобы определить высоты гор и других географических объектов. В частности, они установили точную глубину Байкала — 1741 метр, что подтвердило географам, что это самое глубокое озеро на планете.
Центральная Азия и её ранее неизученные территории
Немецкие и советские учёные и альпинисты во время экспедиции 1927–1933 годов открыли самые высокие горы СССР. Высота самой высокой вершины составляет почти 7,5 тысячи метров! Её назвали в честь Сталина, позже она получила название «Пик Коммунизма», а сейчас называется пиком Исмаила Сомони. До этого момента самым высоким пиком считался Гармо.
Причём учёные сделали открытия не в полях, а в кабинетах, исследуя сделанные ранее снимки этих вершин.
Новые вершины и другие географические объекты исследовательская группа называла «на свой вкус» — так появился, например, хребет Академии наук. Благодаря экспедиции учёные смогли подойти к истокам ледника Федченко и понять, что это самый длинный ледник в Евразии, добавив на карты новые объекты и их измерения.
В 1938 году альпинисты совершили восхождение на вершину Тянь-Шаня и назвали её пиком Двадцатилетия Комсомола. В 1943 году топографы выяснили, что этот пик — самая высокая часть Тянь-Шаня, на 500 метров выше, чем ранее известная гора Хан-Тенгри. Через три года после открытия название вершины изменили на пик Победы.
Исследование Мирового океана
До середины XX века дно Мирового океана было недостаточно изучено, и только благодаря научно-исследовательским судам учёные смогли исследовать морской рельеф, открыв глобальную систему срединно-океанических хребтов и глубоководных желобов, что дало мировому сообществу возможность лучше изучить движение литосферных плит.
Благодаря экспедициям на НИС «Витязь» в 1949 году были исследованы особенности рельефа Тихого и Индийского океанов, включая Восточно-Индийский хребет, учёные смогли определить глубину Марианской впадины (одиннадцать тысяч метров), Курило-Камчатского желоба (10,3 тысячи метров) и самую глубокую точку Мирового океана.
С 1930-х годов советские гидрографы в Арктике столкнулись со сложным рельефом дна Северного Ледовитого океана — до сих пор точно неизвестно, как он образовался.