Исследования, выполненные шведскими экспедициями на Шпицбергене, а также на острове Медвежьем, значительно расширили представления учёных об их природе. Так, геологи нашли остатки ископаемых растений третичного периода — свидетельство того что когда-то здесь господствовал тёплый и влажный климат. Морские террасы, обнаруженные учёными, говорили о значительном поднятии архипелага в последние несколько тысяч лет. Шведы первыми выдвинули гипотезу о том, что берега Шпицбергена омывает ветвь тёплого течения Гольфстрим. На Медвежьем были найдены залежи каменного угля.
Интерес к изучению природы Шпицбергена возрождается в конце XIX века. Швеция, Германия, Автрия, Англия, Монако и Россия снаряжают сюда различные полярные экспедиции.
Дважды побывал на архипелаге известный английский альпинист Мартин Конвей. В 1896 году он первым пересёк остров Западный Шпицберген с запада на восток. Во время своего путешествия Конвей составил обстоятельное описание ледников и физико-географических условий срединной части острова. На следующий год альпинист-исследователь занимался изучением северо-восточного побережья Ис-фьорда и совершил несколько маршрутов в центральную часть острова.
В 1898 году шведский геолог профессор Г. А. Натхорст осуществил очень интересное плавание на судне «Антарктика» вокруг архипелага. Надо сказать, что то лето было чрезвычайно благоприятно: море к западу и востоку от Шпицбергена не забивалось, как обычно, льдами. Этим объясняется и то, что другая экспедиция — немецкая— под начальством журналиста Теодора Лернера смогла удачно повторить тем же летом плавание Натхорста, но только с запада на восток.
Наконец, тогда же здесь побывали зоолог Киевского университета профессор А. А. Коротнев и хранитель Зоологического музея Ю. Н. Семенкевич. Во время своей научной экскурсии на Шпицбергене они собрали богатую зоологическую и ботаническую коллекции, которые привезли в Россию.
Со Шпицбергеном связано пробное плавание во льдах Арктики первого в мире крупного ледокола «Ермак», совершенное под руководством его создателя вице-адмирала Степана Осиповича Макарова в мае — июне 1899 года. Через месяц после этого состоялся второй поход. 14 августа «Ермак» достиг к северу от архипелага широты 81 градус 30 минут, пройдя во льдах 230 миль. Во время плавания ледокол легко форсировал морские льды к северу от Семи Островов, куда раньше обычные суда ходить не отваживались. В малообследованных водах Шпицбергена были проведены океанографические работы.
На берегу Адвент-фьорда, недалеко от того места, где ныне находится норвежский аэропорт Лонгйир, С. О. Макаров установил вековую марку — специальный знак, предназначенный для наблюденийза многолетними колебаниями уровня моря. Так как на берегу залива не оказалось прочного скалистого обрыва, марка была построена из камней в виде двухметровой пирамиды, скреплённой и облицованной цементом. Над шкалой уровня имелась метка: «1899 Ермак».
В августе того же года в Адвент-фьорде произошла интересная встреча двух видных океанографов разных стран. Один из них был русский вице-адмирал С. О. Макаров, а другой — правитель княжества Монако принц Альберт I. Учёный-монарх во второй раз прибыл сюда на яхте «Принцесса Алиса», специально построенной для проведения глубоководных исследований.
Важнейшее событие в истории исследования архипелага — научное предприятие, названное Шпицбергенским градусным измерением, выполнено на самом рубеже XIX и XX веков русской и шведской экспедициями. По предложению Шведской академии наук в них участвовала Академия наук России. В обеих академиях были созданы специальные комиссии по градусным измерениям на Шпицбергене, куда вошли такие крупные учёные, как академики О. А. Бактунд, Ф. А. Бредихин, А. П. Карпинский и М. А. Рыкачев, адъюнкты (позднее академики) Б. Б. Голицын и Ф. Н. Чернышёв, шведские профессора А. Э. Норденшельд, А. Дуннер, Г. Де Геер и Э. Иедерин. Комиссии стали руководящим центром для всех исследований Шпицбергенского градусного измерения. Эти работы требовались для уточнения размеров земного эллипсоида, то есть для определения истинной формы нашей планеты. Они начались в 1899 и закончились в 1902 году. Русскую экспедицию возглавлял до 1900 годаштабс-капитан Д. Д. Сергиевский, а затем опытнейший исследователь Арктики Ф. Н. Чернышёв.
Основная база русских исследователей была создана на южном побережье залива Хорнсунн в 1899 году и получила название Константиновка. Шведы избрали для аналогичной цели бухту Трейренберг на севере.
Три лета и одну зиму — всего 522 дня — потребовалось затратить русским на то, чтобы в неимоверно тяжёлых условиях выполнить порученное дело и обогатить науку новыми важными данными о природных особенностях Шпицбергена.
В первом году XX века на берегу Адвент-фьорда, недалеко от вековой марки адмирала С. О. Макарова, русские геодезисты и астрономы соорудили оригинальный астропункт — своеобразный памятный знак в честь проведённых на Шпицбергене работ. Он имел форму прямоугольного параллелепипеда высотой около одного метра, на медной доске была выбита надпись на французском языке: «Астрономический пункт. Русская партия Шведско-русской экспедиции для измерения дуги меридиана на Шпицбергене. 1900 г.» Попытки участников нашей экспедиции обнаружить следы этого астропункта, так же как и вековой марки «Ермака», оказались безуспешными. Ныне лишь фотографии, сделанные 80 лет назад и опубликованные в ряде книг, подтверждают сказанное…
В 1901 году основные работы русской экспедиции были сосредоточены в центральной ледяной области острова Западный Шпицберген. В тот год у берегов архипелага создалась тяжёлая ледовая обстановка. Поэтому суда сопровождал до места высадки ледокол «Ермак». Это был его третий поход к Шпицбергену. Четыре попытки предпринял ледокол, прежде чем ему удалось пробиться сквозь льды пролива Стур-фьорд и высадить партию геодезистов на припай залива Жиневра у края огромного ледника Негри. Вместе с мезенскими поморами учёные проделали большой и изнурительный поход по горам и ледникам, где ещё не ступала нога человека. В конце концов исследователи достигли горы Чернышёва и соорудили на её вершине каменную пирамиду.
Все попытки шведов проникнуть на гору Ньютона, чтобы поставить на ней триангуляционный знак, не увенчались успехом. Тогда русская партия во главе с астрономом А. С. Васильевым взялась выполнить труднейшую задачу: связать в одну систему северную и южную части триангуляционной сети Шпицбергена. Преодолев все тягости пути, группа впервые покорила высшую точку архипелага и построила здесь знак…
Русско-шведская экспедиция подтвердила плодотворность международного научного сотрудничества.
До начала первой мировой войны на Шпицбергене началась интенсивная разработка угольных месторождений, а на его берега высаживались шотландские, немецкие, норвежские, швейцарские и русские полярные экспедиции.
В целях изучения возможностей применения дирижаблей в Арктике известный немецкий полярный геофизик и географ профессор Эрих Дригальский организовал здесь специальную экспедицию. В неё вошли конструктор дирижаблей граф Фердинанд Цеппелин, метеоролог д-р Курт Вегенер и другие учёные. В 1912-1913 годах на западном побережье Кросс-фьорда действовала научная германская станция, на которой велись метеонаблюдения и исследования перемещения воздушных масс.
Великий полярный исследователь Фритьоф Нансен побывал на Шпицбергене в 1912 году на своей маленькой яхте «Веслемёй». Несмотря на то что экспедиция была кратковременной, норвежский учёный подарил людям, интересующимся Арктикой, увлекательную и содержательную книгу о природе и истории полярного архипелага.
В то же лето на Шпицберген отправилась на небольшом судне «Герцог Эрнст» ещё одна полярная экспедиция. Её возглавлял молодой немецкий пехотный лейтенант Шрёдер-Шранц, совершенно не обладавший опытом полярника. В планы этой экспедиции входили санные поездки по ледниковому покрову Северо-Восточной Земли и проведение некоторых научных исследований. Однако 25 августа 1912 года, как часто бывает на севере, льды неожиданно сомкнулись и вынудили экспедицию, снаряжённую только на летний период, зазимовать на 80-м градусе северной широты в бухте Трейренберг. Её финал оказался трагическим: на следующий год со Шпицбергена домой вернулось из пятнадцати человек лишь шестеро.