Середина XVIII века знаменуется появлением трудов выдающегося русского ученого М. В. Ломоносова (1711 -1765). Его исследования в области геологии трудно переоценить. В монографиях М. В. Ломоносова "Слово о рождении металлов от трясения Земли" (1754) и "О слоях земных" (1763) изложены прогрессивные взгляды на происхождение Земли и всей солнечной системы, дано объяснение тем явлениям, которые приводят к изменениям лика нашей планеты. Наряду с этим в них подробно описаны горные породы, слагающие земную кору, высказаны представления об образовании месторождений различных полезных ископаемых.
Поражает удивительная наблюдательность М. В. Ломоносова, который, суммировав накопленную веками народную мудрость, учил по внешним признакам вести поиск скрытых в глубине минеральных кладовых. В книге "О слоях земных" он пишет: "На горах, в которых руды или другие минералы родятся, растущие древа бывают обыкновенно не здоровы, то есть листья их бледны, а сами они низки, кривлеваты, сувороваты, суковаты, гнилы и прежде совершенной старости своей. Травка над рудными жилами растущая, бывает обыкновенно мельче и бледней". Спустя более чем 200 лет эти идеи трансформировались в самостоятельное направление геологии - биогеохимию.
М. В. Ломоносов подвел итог предшествующего стихийного изучения геологии России. Он понимал необходимость перехода от умозрительных с большой долей фантазии представлений об общем строении земного шара к непосредственному систематическому его изучению. М. В. Ломоносов был инициатором и идейным вдохновителем первых крупных геологических экспедиций, положивших начало комплексному фундаментальному изучению недр нашего отечества. Эти экспедиции, получившие название академических, были осуществлены уже после его смерти в период 1768-1773 гг. Они возглавлялись учениками и последователями гениального ученого И. И. Лепехиным, П. С. Палласом, В. Ф. Зуевым, С. Г. Гмелиным.
Наиболее ощутимый результат для регионального изучения геологии России дали экспедиции, руководимые И. И. Лепехиным и П. С. Палласом. В отчетах экспедиций, представлявших собой капитальные труды, содержались многочисленные и ценные сведения по геологии европейской территории России и Сибири.
Экспедиция И. И. Лепехина изучала Поволжье и Урал. Были описаны слои горных пород, слагающих эти районы, даны схемы геологического строения, указано наличие в недрах целого ряда полезных ископаемых. Был сделан интересный вывод об образовании Уральских гор под действием "воздымающей силы подземного огня".
Самый продолжительный маршрут был у экспедиции П. С. Палласа, которая обследовала Поволжье, Оренбургский край, Западную Сибирь, Западный Саян. Участник этой экспедиции И. П. Фальк изучал Барнаульский, Кузнецкий и Томский округа, уделив большое внимание Алтайскому краю. Результаты геологических наблюдений П. С. Паллас изложил в капитальном труде "Путешествие по разным провинциям Российского государства". В 1777 г. он выступил на торжественном собрании Академии наук и художеств со своей теорией строения Земли и образования гор. Экспедицией П. С. Палласа и И. П. Фалька были установлены месторождения серебро-свинцовых руд в горах Западного Салаира и каменного угля по течению р. Томь, подтверждено существование залежей самоцветов в Забайкалье.
Академические экспедиции дали большой фактический материал по геологическому строению и полезным ископаемым России. В конце XVIII в. эти материалы систематизируются и обобщаются. В 1809 г. появляется первая сводная работа по геологии и минералогии России, написанная P.M. Севергиным (1765-1826), - "Опыт минералогического землеописания Российского государства". В монографии рассматриваются геологическое строение и полезные ископаемые каждой губернии. А еще позже, в 1841 г., Г. П. Гельмерсоном публикуется первая геологическая карта европейской части России. Однако после академических экспедиций до середины XIX в. региональные геологические исследования России не предпринимались - сказывался, видимо, общий застой в экономике государства.