外国探险家最早进入罗布泊地区，并留下明确记录的，当属意大利人马可·波罗。在《马可·波罗游记》中，专门有一节“罗布镇”，是这样记述的：“罗布（LOP）镇位于罗布沙漠的入口处。它属于大汗的版图。居民信奉回教。所有经过这片沙漠的商旅，一般都会在罗布镇歇一段时间。一方面可以略事休息，解除疲劳，另一方面又可以在这里备办未来行程所必需的物品。”这段记载，不仅为我们提供了元代(13世纪～14世纪)罗布泊—楼兰的有关信息，而且从中可以了解到罗布泊与楼兰对丝绸之路的畅通所起的重要作用，以及当时丝路商旅行程的一些感性资料。同时，也提供了元代(13世纪～14世纪)罗布泊地区人文地理情况的重要信息。可以说，这是目前所见惟一一则19世纪以前，外国人记录罗布泊地区的史料。



木杯（青铜时代），若羌县孔雀河古墓沟墓地出土。

    而在近代史上，第一个走进罗布荒原，对这里进行多种考察的是俄国探险家普尔热瓦尔斯基。普氏曾两次到罗布泊地区考察，第一次是1876～1877年，也就是他的第二次中亚探险之行，关于这次考察，普氏出版了《从伊宁翻越天山到罗布泊》一书。第二次，则是1883～1885年，也即他的第四次中亚探险。关于这次考察，普氏出版了《从恰克图到黄河发源地、西藏北部的调查和经罗布泊横穿塔里木盆地的道路》。在两次探险记录中，不仅有对山川湖泽、野生动物、植物群落进行的具有现代科学意义的考察，而且有对当地的民风习俗进行的社会学和人种学意义上的调查。第一次考察他提出罗布泊位置在地图上的偏差，引发了地理学上的“世纪大战”，并首次向世界公布了野骆驼的存在，这都是有着重大学术意义的。在第二次考察中，他在罗布泊地区待了近两个月时间，观察鸟类习性，捕捉鸟类标本，几乎成了他每天的必修课，此外，乘船游遍全湖，走访湖滨的各个村落，调查这里的人口状况和风情习俗，成为他考察中的重要内容。当然，对湖泊位置做验证性的测量与考察，是他绝对不会忽视的考察重点。在罗布泊，普尔热瓦尔斯基的收获是丰厚的，但却不是他真正想得到的。他在书中写道：“走遍整个亚洲大陆，像罗布泊这样既富有吸引力，又使旅行者感到沮丧的地方再也找不到了。”在其后的10年时间里，俄国人派出了一支支探险队前往罗布泊地区，可以说，这一时期的罗布泊探险史，基本是俄国人写就的，直到1896年，斯文·赫定抵达罗布荒原，情况才发生了变化。



    在罗布泊地区考察成果最丰、影响最大的当然仍属瑞典探险家斯文·赫定。1896年，立志在中亚做超越前人的探险，“到普尔热瓦尔斯基所未曾到过的地方去”的斯文·赫定首次前往罗布泊地区，在罗布人的引导下，对包括罗布泊在内的塔里木河、孔雀河下游的河湖做了勘察，将罗布泊位置之争引向了深入。1900年，在发现了楼兰古城之后，赫定再次来到罗布荒原，对这里的地理和水文情况进行了更为详尽的考察，不仅进一步完善了自己的“游移湖”说，而且对游移的周期做了具体推论。此次考察结束后，斯文·赫定用近两年时间，对考察成果进行了整理研究，从1904年起，巨著《1899～1902年中亚科学考察报告》陆续出版，全书共八卷，第二卷《罗布泊探秘》是关于罗布荒原所做探险考察全景式的报告，而第一卷《塔里木探秘》、第三卷《西藏东北部》以及其他学者完成的各卷中，都有涉及罗布泊地区的内容。当1934年，斯文·赫定再次来到罗布泊地区时，他已是带着对自己预言实现、亲眼目睹自然界千年一现的巨变的激动，率领“船队”航行于新形成的孔雀河与罗布泊之上了。关于这次考察，在其战争、道路、湖泊三部曲（《马仲英逃亡记》、《丝绸之路》、《游移的湖》）中有着生动的描述。



    对罗布泊地区进行考察的另一个重要人物是斯坦因。他曾于1906～1907年和1914年，两次对罗布泊地区进行探险考察。尽管在考察中斯坦因也曾走过与普尔热瓦尔斯基相近的路线，也曾对罗布人做过考察，但是斯坦因从一开始就是一个典型的考古探险家，他的兴趣主要在寻找罗布荒原那失落的古老文明，这一点我们可以从他的考察著述《沙埋中亚废墟》中得到充分的印证。
    紧步斯坦因的后尘，日本释子橘瑞超也来到了罗布荒原。从1908～1911年，作为大谷探险队的一员，在寻找佛教东渐遗迹的“新西游记”中，橘瑞超曾几次穿越罗布荒漠，探访了罗布人村寨—阿不旦和楼兰古城。当然，他最主要的收获，还是那件出自楼兰的《李柏文书》。
    第一个把罗布泊地区作为气象学研究重点的，则是美国探险家亨廷顿。1905年6月至1906年2月，在美国国家地理学会的资助下，亨廷顿在塔里木盆地的南北两侧工作了9个月，经历了夏、秋、冬三个季节。在他看来，沙漠、戈壁、绿洲、古城，都是气候与人类文明关系的描述。在考察的基础上他完成了科学著作《气候与文明》与通俗作品《亚洲的脉搏》、《相逢在中亚》。人们曾将塔里木比作“亚洲的心脏”，而亨廷顿则认为，河流是亚洲的脉搏，如果脉搏不能正常输血，必将导致心脏的缺血或坏死。