Родился в деревне Урусово, под Рязанью, в семье капитана в отставке, участника Бородинского сражения.
В 1848 году он окончил университет и решил заняться наукой. В 1853 году он начал читать лекции по географии и геологии в Берлинском университете. Здесь у него появляется идея исследования Тянь-Шаня, подсказанная А. Гумбольдтом