Дорожный дневник Спафария назывался так: «Книга, а в ней писано путешествие царства Сибирского от города Тобольска и до самого рубежа государства Китайского». Описанию Байкала в дневнике посвящена отдельная глава: «Описание Байкальского моря кругом от устья реки Ангары, которая течет из Байкала, и опять до устья той же реки Ангары».

Спафарий отмечает:

«Байкальское море, неведомое есть ни у старых, ни у нынешних земноописателей, потому что иные мелкие озера и болота описуют, а про Байкал, который толикая великая пучина есть, никакого упоминания нет; и потому его здесь вкратце описуем».

Он рассуждает о том, что Байкал сочетает в себе черты и моря, и озера:

«Байкал может называться морем потому… что объезжать его кругом нельзя… величина его в длину и ширину и в глубину велика есть. А озером может называться оттого, что в нем вода пресная, а не соленая, и земно-описатели те озера, хотя и великие, но в которых вода несоленая, не называют морем».

В главе приводятся некоторые данные о размерах Байкала:

«Длина его парусом бежать большим судном дней по десяти, и по двенадцати, и больше, какое погодье, а ширина его — где шире, а где уже, меньше суток не перебегают. Глубина его великая, потому что многожды мерили сажен по 100 и больше (213 метров и больше), а дна не сыщут, и то чинится оттого, что кругом Байкала везде лежат горы превысокие, на которых и летнею порою снег не тает. А в середине Байкальского озера есть остров великий, который именуется Олхон. Тот остров стоит посреди в длину моря, кругом имеет больше 100 верст. И опричь того острова есть иные острова небольшие, однако же немного».

В «Дорожном дневнике» перечислены впадающие в Байкал реки, в том числе Селенга, Баргузин, Верхняя Ангара. Верно описано северное и южное побережье острова: «От Верхней Ангары до устья Нижней Ангары везде подле море — утесы каменные и горы высокие и места самые страшные. а по Селенгинской стране (стороне) — земля низкая».

Есть описание погоды, флоры и фауны:

«А погодье по Байкалу всегда великое, но паче осеннею порою, — оттого, что лежит Байкал что в чаше, окружен каменными горами, будто стенами, и нигде же не отдыхает и не течет, опричь того, что от него течет Ангара река. В Байкал впадают большие реки, мелкие и иные многие, а по краю, на берегу, везде камень и пристанища немногие (то есть на берегах мало мест для укрытия судов при непогоде), наипаче на левой стороне, едучи от реки Ангары, и оттого разбивает суда часто. А рыбы в Байкале всякой много, и осетры, и сиги, и иные всякие, и зверя нерпа в нем есть же много. Только жилья немного около Байкала, опричь немногих тунгусов, которые питаются рыбою, потому что близ Байкала пашенных мест нет, и живут по рекам в зимовьях промышленные люди зимою. Алее около Байкала есть, кедровник большой, и на нем орехов много, и иной лес есть же. А вода в нем зело чистая, что дно виднеется многие сажени в воде, и к питию зело здрава, потому что вода пресна».

Среди членов посольства обязанности топографов исполняли два помощника посла — Никифор Венюков и Иван Фаворов; они составили множество маршрутных чертежей, послуживших основой для общего чертежа, который, к сожалению, не сохранился. Этот общий чертеж имел уже градусную сеть, так как Н. Спафарий в ходе путешествия выполнял с помощью астролябии первые определения географической широты ряда пунктов. Для современных Н. Спафарию географов описание озера Байкал явилось выдающимся событием, ведь прежде им было известно о Байкале, что это «море неведомое есть».

Веком позже, в 1771–1772 годах, И. Георги и А. Пушкарев произвели первую инструментальную съемку озера. В это время в Сибири работала экспедиция Академии наук, возглавляемая академиком П. С. Далласом. В ее состав был включен поступивший на русскую службу натуралист и этнограф Иоганн Готлиб Георги (1729–1802). Его, немца по происхождению, в России называли Иваном Ивановичем, и он вполне может считаться русским ученым, поскольку приехал в Россию в 1770 году и провел в ней почти полжизни. Уважение к нему здесь питали великое. (Это в его честь, кстати, георгином назван южно-американский цветок.) Он написал первый обобщающий труд о народах России и в 1783 году стал академиком. Таким образом, Академия наук в Петербурге пополнилась еще одним великим ученым.

А в самом начале 1770-х годов И. Георги исследовал озеро Байкал. Только за лето 1772 года он описал остров Ольхой и более 900 километров побережья Байкала, от устья реки Бугульдейки (у 106° восточной долготы) до реки Верхней Ангары и оттуда — уже по восточному берегу озера — до устья реки Селенги. Георги плавал по всему Байкалу и составил карту озера.

Первые удачные опыты по измерению больших глубин на Байкале были сделаны в августе 1798 года русскими горными мастерами Сергеем Сметаниным и Егором Копыловым под руководством Никиты Корелина. Они с помощью лота определили глубину в нескольких десятках точек. В пяти точках глубина была более 1 000 метров (наибольшая глубина, замеренная ими, равна была 1 238 метрам).

Существенный вклад в дело изучения флоры и фауны Байкала внесли исследования профессора Варшавского университета Бенедикта Дыбовского, участника Польского восстания в 1863 году, сосланного царским правительством в Сибирь. Он, талантливый зоолог и палеонтолог, установил, что многие из обитателей озера являются представителями эндемичных байкальских видов, то есть обитают только в Байкале. За блестящие работы по байкальской фауне Русское географическое общество (РГО) наградило ссыльного профессора золотой медалью.

С 1877 года к изучению Байкала приступил Иван Дементьевич Черский, также сосланный в Сибирь участник Польского восстания. Он работал препаратором и библиотекарем в музее Сибирского отдела РГО в Иркутске. Когда, получив амнистию, профессор Дыбовский уехал на запад, руководство Сибирского отдела предложило Черскому продолжить научные работы на Байкале.

В течение четырех лет, с 1877 по 1880 год, И. Д. Черский исследовал берега Байкала (на скудные средства, которые смог ему отпустить Сибирский отдел). Иван Дементьевич изучал береговые утесы с лодки, если они обрывались в воду, или пешком, если они не доходили до воды. Ночевал он с гребцами в палатке на берегу, а питался, как и спутники, главным образом сухарями и рыбой, которую ловили на ночлегах. Не раз приходилось попадать в шторм. Впоследствии И. Д. Черский вспоминал об одном из эпизодов плавания по Байкалу:

«Лодка… была захвачена до того мгновенным и сильным штормом с северо-запада, что, невзирая на очень близкое расстояние от берега, путешественникам удалось пристать к нему только с величайшим трудом, причем необходимо было двум гребцам выскочить из лодки в воду и взять ее на бечеву. Поставить палатку не было никакой возможности, и потому путешественники воспользовались опрокинутою на берегу большою бурятскою лодкой и спасались под нею в течение полутора суток. Огонь удалось кое-как поддерживать лишь тогда, когда вокруг него возвели из крупных и плоских камней настоящую стену, без которой поминутно налетавшими шквалами разбрасывались даже дрова».

При невозможности плавания из-за штормовой погоды И. Д. Черский вместе с одним из гребцов совершал пешие экскурсии в глубь прибрежных гор иногда за 10–15 километров от берега и изучал их геологическое строение. В ходе исследований он собирал образцы горных пород, определял их геологический возраст, зарисовывал вид обнажений горных пород и формы рельефа, проводил промеры глубин у побережья, определял высоту прибрежных гор, собирал гербарий прибайкальской флоры.