Вслед за Л. Агассисом целая группа альпийских исследователей (Дезор, Эшер, Фавр, Форбс, Мартин, Тиндаль и др.) приступила к изучению физических свойств льда и ледников, пытаясь установить закономерности геологической работы ледников. В 1854 г. французский ученый А. Муссон, опираясь на материалы предыдущих работ, создал первую обобщающую сводку по гляциологии Альп, которая долгое время считалась наиболее полным источником информации о горных ледниках. Вторая сводка гляциологических знаний была составлена в 1885 г. швейцарским ученым А. Геймом.
Таким образом, во второй половине XIX в. гляциология оформилась в самостоятельную науку, которая активно использовала физические методы наряду с геолого-географическими. К этому времени сложилось представление о гляциологии как науке о ледниках; причем, естественно, центральное место отводилось изучению горных ледников Альп, Скандинавии, Кавказа. В результате окончательно оформились ключевые идеи о движении и режиме ледников, их морфологии и географическом распространении. Пополнялась информация о физических свойствах ледников и закономерностях их жизнедеятельности, решались крупные палеогеографические проблемы. Тем самым ледниковая теория и история горного оледенения вписывались в общий круг проблем, связанных с изменением климата и природы нашей планеты.
Примером многопланового решения гляциологических проблем считается классическая монография А. Пенка и Э. Брюкнера «Альпы в ледниковую эпоху» (1901—1909 гг.). В ней впервые было доказано значительное участие ледников в новейшей истории Земли. В частности, было установлено, что Альпы в четвертичный период пережили четыре эпохи оледенений.
Важным этапом в развитии гляциологии явилось создание Международной ледниковой комиссии (1894 г.). Тогда же в России по инициативе Русского географического общества была организована Ледниковая комиссия, которую возглавил крупный ученый-геолог И. В. Мушкетов. С деятельностью этой комиссии связаны первые систематические исследования горных ледников в России. В них приняли участие такие известные естествоиспытатели, как П. П. Семенов-Тян-Шанский, Н. А. Буш, Н. Я. Динник, А. Н. Краснов, В. В. Сапожников и др. Обширная информация о размерах и морфологии горного оледенения была получена русскими геодезистами и топографами. Наиболее выдающимся достижением было картографирование ледников Кавказа, выполненное под руководством А. В. Пастухова. Важным итогом этой работы явился первый каталог ледников Кавказа, составленный К. И. Подозерским в 1911 г.