В 1838 г. вместе с товарищами по учебе Фрэнсис предпринял свое первое путешествие по Европе, посетив Бельгию, Германию и Австрию. Впоследствии Гальтон оказался страстным путешественником, этот вояж послужил лишь началом целой серии его странствий.

Осенью 1840 г. Гальтон поступил в Кембриджский университет, в знаменитый Тринити-колледж, где некогда учились Ньютон и Байрон. Здесь он изучал математику и естественные науки, с тем чтобы потом по замыслу отца посвятить себя практической медицине.

Энциклопедические справочники, обычно отмечающие, какое высшее учебное заведение окончил тот или иной деятель, в отношении Гальтона предпочитают формулировку: «Образование получил в Кембриджском университете». Дело в том, что медицинская карьера Гальтона не привлекала. В 1844 г. в возрасте 61 года скончался его отец, с которым Фрэнсис был очень дружен. Это событие потрясло его и заставило пересмотреть свои жизненные цели. Он отказался от необходимой медицинской практики в госпитале Св. Георга в Лондоне, поэтому диплом врача не получил. Вместо этого он решил отправиться в путешествие.

Последующий период своей жизни Гальтон в «Мемуарах» называет годами охоты и стрельбы: охота на тетеревов в шотландских болотах, на тюленей — на Гебридских островах и т. д. и т. п. Казалось, праздный образ жизни затягивает молодого джентльмена.

Но в 1849 г. Гальтон вновь испытал чувство, которое назвал «весенней тревогой». У него снова возникла потребность в исследовательской деятельности и творчестве, и он вернулся к научной работе. Плодом его изысканий стало изобретение печатающего телеграфа, или «телетайпа», как его называл автор. Описание этого прибора явилось его первым научным трудом. Правда, сам прибор так и не был полностью построен.

В 1850–1851 гг. Гальтон предпринял экспедицию в Африку, которая в отличие от его предыдущих, по сути, туристических вояжей носила исследовательский характер. Экспедиция длилась около двух лет, было пройдено 1700 миль по труднодоступным и малоизученным районам. В ходе путешествия Гальтон собрал ценные материалы для своих евгенических размышлений последующих лет.

По возвращении он опубликовал книгу «Рассказ исследователя тропической Южной Африки», которая была оценена научной общественностью очень высоко. В 1854 г. Географическое общество наградило Гальтона золотой медалью, а в 1856 г. Лондонское королевское общество избрало его своим членом. Чарлз Дарвин также весьма одобрительно отозвался о книге своего кузена.

В 1853 г. Гальтон познакомился с Луизой Батлер и в августе того же года женился на ней. В результате этого события его жизнь приобрела упорядоченность и устойчивость. Дальних путешествий он больше не предпринимал, хотя до самой старости выезжал с женой в разные страны Европы. Гальтон пережил жену на 14 лет. Брак их остался бездетным.

Отчасти в связи с новым укладом жизни упорядочилась и его научная деятельность. Важно отметить, что он был материально вполне обеспечен и работать ради заработка ему не приходилось, поэтому все силы он отдавал науке.

В брошюре Ю. А. Филипченко, вышедшей в 1925 г., отмечается аналогия между главными событиями жизни Гальтона и его родственника Чарлза Дарвина. Оба намеревались стать врачами. Но не осуществили это намерение. В возрасте до 30 лет оба предприняли большое научное путешествие, а потом женились и, перейдя к более основательному образу жизни, целиком предались науке, будучи при этом вполне обеспеченными людьми. Наконец, оба сравнительно поздно выступили со своими главными сочинениями: «Наследственный гений» Гальтона впервые увидел свет, когда автору было 47 лет, «Происхождение видов» было опубликовано пятидесятилетним Дарвином.

Но были, разумеется, и отличия. Дарвин жил уединенно, Гальтон постоянно общался со многими учеными, что благотворно отражалось на его научной работе.

После возвращения из Африки Гальтон в течение нескольких лет занимался научно-практическими разработками в различных областях, ни одной не отдавая предпочтения.

Свой опыт путешественника он изложил в книге «Искусство путешествовать» (1855), представляющей собой практическое руководство по организации дальних странствий. Книга имела большой успех. В 1872 г. появилось уже пятое ее издание. А в 1855 г. на ее основе Гальтон подготовил цикл лекций для английских офицеров. Это было вызвано тем, что, когда в 1855 г. английские войска высадились в Крыму, они столкнулись со множеством бытовых трудностей. Рекомендации Гальтона, касавшиеся походного снаряжения, медицинских средств, разведения огня и т. п., оказались весьма полезными.

С Крымской войной связано и изобретение Гальтоном прибора, названного им «гелиостат», или «алтископ». Это был карманный прибор, позволявший вести наблюдение из укрытия — через стену или через головы толпы. По сути это был аналог перископа. Неизвестно, однако, возник ли перископ под влиянием изобретения Гальтона, либо он был создан независимо от него.

В эти же годы ученый активно занимался климатологией и метеорологией. Он был первым, кто стал публиковать метеорологические карты Европы, обозначая на них осадки, облачность, направление ветра. В 1863 г. им был создан атлас под названием «Метеорографика, или Методы нанесения погоды на карту». Занятия этими вопросами привели его к важному открытию. В его время было известно такое явление, как циклон, центр которого отличается низким давлением. Гальтон установил наличие центров с высоким давлением и центробежным движением воздуха по направлению часовой стрелки. Эту систему, противоположную циклону, он назвал «антициклон». Это понятие сохранилось в метеорологии по сей день.

Страсть Гальтона к созданию новых приборов и приспособлений проявилась и в этой области. Он разработал своеобразные приборы для получения метеорологических карт и чертежей, а также «волновую машину» для использования энергии морских волн.

Однако основные интересы ученого лежали в иной области. Главной сферой его научных изысканий явилось исследование человеческих способностей.

Фундаментальный труд «Наследственный гений» увидел свет в 1869 г. Ему предшествовало несколько статей аналогичного содержания.

Интересна его статья «Стадность у рогатого скота и человека». В ней, рассуждая о «стадном инстинкте», свойственном человеческому обществу, Гальтон утверждал, что в прошлом этот инстинкт был оправдан, но в современных условиях он вреден. Его необходимо преодолеть, чтобы вывести человеческий род на путь морального и интеллектуального прогресса. Средство к этому предлагалось то же, что и для улучшения породы скота, — искусственный отбор.

Такие идеи возникли у Гальтона под впечатлением «Происхождения видов» Ч. Дарвина. Первая статья ученого о наследовании человеческих черт «Наследственный талант и характер» появилась в 1865 г. Уже в ней намечены основные принципы, которых он придерживался в последующих изысканиях.

Главное убеждение Гальтона состояло в том, что талант человека и вообще все психические свойства так же наследуются, как и его физические качества.

Для аргументации этого положения им был разработан так называемый близнецовый метод, впоследствии получивший в психологии чрезвычайно широкое распространение. Сопоставляя степень схожести по ряду параметров монозиготных и дизиготных близнецов, Гальтон еще более укрепился в убеждении, что наследственность играет решающую роль в становлении личности, а условия среды — второстепенную.