Одна из величайших рек Азии — Хуанхэ, или Желтая река, до экспедиции Пржевальского была мало изучена в своем верхнем течении, а истоки ее совершенно не были известны. В своей третьей Центральноазиатской экспедиции Пржевальскому удалось исследовать лишь верхнее течение Хуанхэ и прилегающие хребты Восточного Куньлуня. Пройдя от города Гуй-Дуя (Гуйдэ) вверх по течению 260 км, экспедиция вынуждена была отказаться от попытки пройти к истокам реки без проводника. Истоки Хуанхэ были открыты Пржевальским в его четвертом путешествии по Центральной Азии.
Три месяца пробыла экспедиция в бассейне Желтой реки, исследуя флору и фауну и проводя все обычные наблюдения. Лишь в конце июня путешественники выбрались из глубоких ущелий Хуанхэ на плато Кукунор и направились к озеру.
У южного берега Кукунора, в устье реки Арагол, экспедиция задержалась на четыре дня. Занимались рыбной ловлей, охотой, ботаническими сборами. В ясную погоду наслаждались прекрасным купанием в озере.
Новое посещение Кукунора дополнило представление Пржевальского о флоре и фауне приозерного района. До этого путешественник бывал на берегах озера осенью и зимой, когда жизнь здесь замирала.
Сделав съемку восточного и северо-восточного берегов Кукунора и тем завершив съемку всего озера, начатую еще в Монгольской экспедиции, Пржевальский направился 6 июля в горы Ганьсу, к кумирне Чайбсен, куда экспедиция прибыла через 8 суток.
С приходом в Чайбсен завершилась глазомерная съемка, которую Пржевальский вел непрерывно от реки Урунгу. Местность вдоль дороги через Алашань и пустыню Гоби была уже нанесена на карту во время Монгольской экспедиции.
Около месяца провели путешественники в Тэтунгских горах. Николай Михайлович проверял и дополнял свои прежние исследования этой местности.
В начале августа экспедиция спустилась с Северо-Тэтунгских гор на равнину и направилась через пустыни Алашань и Монгольскую Гоби в Ургу. По дороге пополнялись коллекции и производились метеорологические наблюдения. 19 октября экспедиция достигла Урги, где путешественники отдыхали 5 дней. На шестые сутки участники экспедиции в экипажах выехали в Кяхту, куда и прибыли 29 октября (10 ноября) 1880 г.
Хотя свои путешествия Пржевальский скромно называл рекогносцировками, научные результаты их были огромны. В этом отношении третье путешествие в Центральную Азию оказалось одним из самых плодотворных. Путешественники прошли 7660 км пути, в основном по не исследованным никем районам Центральной Азии. При этом большая часть пути была нанесена глазомерной съемкой на карту. Съемка опиралась на определяемые Пржевальским астрономические и гипсометрические пункты. В течение всего путешествия трижды в день проводились метеорологические наблюдения. Они явились основой для характеристики климата Центральной Азии.