他一路廣交當代名士，相互勉勵、互相學習，參與撰寫地方誌等工作。崇禎十三年(公元1640年)在雲南雞足山時，他的腳病加重，難以行走，麗江木土司(太守)便派人用山轎送他回家，五月到達湖北黃岡，又經那裏的官府用船送到江蘇江陰家鄉。次年正月(公元1641年2月)病逝家中，終年56歲，死後葬南暘〔yang楊〕岐沈村(馬灣)。現在在他的家鄉建有徐霞客紀念堂，以紀念他熱愛祖國，獻身科學，尊重實踐的精神和對地理學的貢獻。
現在看來，徐霞客的這一觀點確實相當正確，表現了很強的地貌類型和區劃思想。
第二，關於西南岩溶地貌發育的區域特征認識。
徐霞客將岩溶地貌中的許多地形給予歸類命名，加之規範化，形成一套特有的岩溶地貌概念係統。如稱落水洞地形為“眢〔yuān鴛〕井”；圓窪地(漏鬥地形)稱“盤窪”或“環窪”；石芽、石溝地形稱“石脊”或“石齒”；幹穀地形稱“枯澗”。並用“石山”一名代替唐宋以來用岩、峰、崖等不同名稱對峰林地形的稱呼。這種厘訂類型及名稱的過程，也就是研究趨向科學化的過程。
然而，徐霞客卻對這一傳統觀念提出了疑問。徐霞客經過多年的各地地理考察，認為江水浩大，以小小的岷江作為長江源流，難以令人信服。於是他分析考察資料，寫成《江源考》一文，專門論述長江源流問題，以確鑿的資料否定了傳統說法，第一次正式提出金沙江以上才是長江的正源。
與過去的岩溶地貌觀察記錄不同，徐霞客不僅以準確的文字描述岩溶地形的各種形態和分布，而且也注意對岩溶地貌成因的探討分析。例如，他指出漏陷地形(漏鬥、落水洞等)是由於流水的侵蝕或溶陷崩塌而形成的。四坡陡崖的石山成因，他認為是由於石山上部崩塌，石山下部受流水侵蝕，上下夾攻而成崖。關於鍾乳石的成因，則明確指出“蓋石膏日久凝結而成”等等。這些都是極富科學性的見解。
事實正是這樣。如他晚年在西南旅行考察，就曾兩次遇盜，三次絕糧，所帶的一個仆人也在關鍵時刻逃跑了。然而，他仍泰然處之，不改初衷。每天堅持徒步幾十裏山路，睡前還要堅持寫遊記，即使在荒野露宿，他也要設法點燃鬆枝照明，把當天的遊記寫完。
徐霞客是古代考察岩溶洞穴最多的地理學家之一。他考察的洞穴有300多個，對洞穴的形態特點、洞內石鍾乳等小地形的空間分布等，都進行了詳細記錄，甚至專門測量各種數據，使記錄更為精確。如他所考察記錄的桂林七星岩洞穴係統，指出它是由兩大洞府、六個洞天、15個岩洞組成，並詳述了它們之間的相互關係。今天不僅15個洞口都可以找見，而且他當時的記述與本世紀50年代科學測繪的七星岩平麵圖基本一致。可見他的地下岩溶地貌(溶洞)的觀察記錄，是相當準確的。此外，他還將溶洞分為藤瓜式、樓閣式、深井式等幾種類型。
第三，對地下岩溶地貌的觀察研究。
徐霞客出生於一個世代書香的家庭，自幼聰穎好學，愛讀地理、曆史書籍，尤其喜歡遊記之類，立誌將來要遊遍天下名山大川。徐霞客的母親很支持兒子的誌向，當徐霞客22歲第一次出遊太湖時，他母親便親自為他遠行縫製衣帽，以壯行色，還鼓勵他：身為男兒，應當誌在四方，以堅定徐霞客出遊的決心。萬曆四十五年(公元1617年)徐霞客的妻子許氏病逝，他由外地回家居住侍奉母親，而他母親以70多歲高齡，讓徐霞客陪她去江蘇宜興旅遊，再次以實際行動鼓勵兒子繼續完成自己的旅行考察計劃。在母親的勉勵下，第二年他又開始了旅行考察生活。
徐霞客早年的旅行尚以名山大川的遊賞為主，晚年的旅行已不滿足於探幽訪故的一般性旅遊，而是以實事求是的態度進行認真的地理考察，作學術上的探索。所以，他對地理學認識的記錄是多方麵的，尤其是對他晚年旅遊的我國西南亞熱帶岩溶地貌的觀察、研究，作出了突出貢獻。