Après ses études secondaires à Saint-Louis (Allemagne), Humbolt entre au Collège royal de Médecine à Paris pour poursuivre des études en médecine. Cependant, son intérêt pour la nature s'affirme rapidement et il décide d'abandonner ses études médicales pour se consacrer à l'étude des sciences naturelles.
En 1792, Humbolt part en Amérique du Sud avec le géographe français Aimé Bonpland pour explorer les régions inexplorées de ce continent. Durant ce voyage qui dure près de cinq ans, ils effectuent des observations détaillées sur la faune et la flore des zones tropicales, ainsi que sur les phénomènes géologiques, hydrographiques et météorologiques rencontrés. Ils parcoururent notamment l'Amazonie, le Brésil, le Pérou, l'Équateur, la Colombie, la Bolivie et l'Argentine.
De retour en Europe, Humbolt publie de nombreux ouvrages consacrés à ses observations, dont "Voyage aux régions équinoxiales du nouveau continent" qui connaît un grand succès. Il devient membre de plusieurs académies savantes européennes et est considéré comme l'un des plus grands naturalistes de son époque.
En 1804, Humbolt se rend en Russie pour observer les volcans d'Erevan. Deux ans plus tard, il part en voyage à travers l'Europe centrale pour étudier la géologie des Alpes. En 1829, il participe à l'expédition de la baie de Cumberland en Nouvelle-Écosse (Canada) pour étudier les phénomènes météorologiques.
Malgré son avancement en âge, Humbolt continue à voyager et à étudier jusqu'à sa mort en 1857. Son travail a été important dans la compréhension de nombreux phénomènes naturels tels que les volcans, les glaciers, le climat, la faune et la flore des régions tropicales, ainsi que dans la connaissance du continent américain.
Aujourd'hui, l'Institut Humboldt, situé à Berlin (Allemagne), est consacré à la recherche en sciences naturelles et à la promotion de l'écologie. Le nom d'Humbolt est également attaché à plusieurs espèces végétales et animales découvertes par lui pendant ses voyages, notamment le capuchon humboldtien (Caprimulgus hudsonius) et l'humidité humboldtienne.