У туристських подорожах та екскурсіях застосовують такі методи дослідження: літературний, картографічний, історичний, візуальний, статистичний, математичний, польових досліджень, особистих бесід, анкетування.

Літературний метод полягає у вивченні різноманітних друкованих джерел, що стосуються району туристської подорожі. Цей метод передбачає ознайомлення з літературою для одержання попередніх відомостей про район подорожі. Ознайомлення з літературою продовжується і після подорожі в процесі написання звіту.

Картографічний метод застосовують як для підготовки картографічної основи туристської подорожі, так і для вивчення району подорожі та для польових спостережень. Картою широко користуються і під час підготовки до подорожі. За нею проводиться орієнтування на місцевості, топографічне знімання окремих ділянок траси маршруту.

Історичний метод передбачає вивчення різноманітного історичного матеріалу, що стосується району туристської подорожі.

Порівняльний метод застосовують для визначення подібних до вже відомих і відмітних рис географічних об'єктів, що вивчаються.

Візуальний метод досліджень полягає в безпосередньому огляді і спостереженні під час туристських походів та екскурсій географічних об'єктів, явищ і процесів, що досліджуються. Цей метод найефективніший при застосуванні фото- та кіноапаратури.

Статистичним методом користуються для відбору і обробки кількісних показників при дослідженні району туристської подорожі. Цей метод передбачає збирання й аналіз кількісних даних, виведення середньо-статистичних величин, складання таблиць, діаграм та графіків.

Математичний метод найчастіше застосовують при кількісних вимірюваннях та обчисленнях.

Метод польових досліджень широко використовують для вивчення на маршруті географічних об'єктів явищ та процесів. Найбільший ефект він дає при застосуванні технічних засобів (спеціальних приладів, інструментів та доступної для школи апаратури). Весь інструментарій повинен бути легким і простим у роботі. Багато які прилади та інструменти можуть виготовити самі учні під керівництвом учителя під час підготовки до подорожі чи екскурсії.

Методи особистих бесід та анкетування відкривають можливості для спілкування юних туристів з місцевим населенням. Особливо цінні бесіди з краєзнавцями, старожилами і спеціалістами.

Збираючи під час туристської подорожі різні відомості, потрібно звертати особливу увагу на їх достовірність, точність і повноту.

Дослідницький характер туристично-краєзнавчої роботи школярів під керівництвом учителя передбачає озброєння учнів елементарними прийомами наукового дослідження, прищеплення їм умінь і навичок самостійного здобуття знань, підвищення пізнавальної активності та розвитку творчих здібностей учнів. Пошуково-дослідницька спрямованість туристично-краєзнавчої роботи неможлива без самостійного вирішення проблем шляхом постановки завдань, планування пошуку, висування припущення (робочої гіпотези), знаходження прийомів і способів його розв'язування, періодичних і систематичних спостережень, узагальнення фактів та відомостей. Академік О. Є. Ферсман вважав, що перехід від туризму до наукової роботи по суті непомітний, і простий турист часто є ланкою в ланцюзі того великого процесу, який ми називаємо науковим оволодінням країною. З цього приводу він наводив яскравий приклад: таке велике відкриття, як хібінські апатити, було наслідком знахідок у маленьких туристських експедиціях. Відомі й інші випадки, коли туристи під час подорожей робили цінні для науки відкриття. Повертаючись з експедицій з цікавими матеріалами спостережень і знахідками, учні вносили певний вклад у вивчення та освоєння природних багатств нашої країни, раціональне їх використання та охорону.

Під час походів та екскурсій складаються умови для робіт дослідницького характеру, що сприяє розвиткові творчої ініціативи і цілеспрямованому використанню енергії дітей. Дослідницька робота може проводитися за різноманітною тематикою залежно від віку школярів, рівня їхньої підготовленості до виконання певних знань, а також від проблеми господарського використання досліджуваної території. Ця робота повинна бути суспільне корисною (пошук нових мінерально-сировинних ресурсів, збирання гербарію, проведення найпростіших водогосподарських обстежень, заходи охорони природи та культурно-історичних пам'яток, допомога школі у створенні навчального обладнання ти посібників тощо).

Обсяг географічних спостережень і досліджень, які проводять під час походів та екскурсій, визначається в основному рівнем оснащеності юних дослідників спорядженням, інструментами та приладами, навичками дослідницької роботи, а також часом, витраченим на дослідження. Діапазон географічних досліджень значно ширший на комплексних маршрутах і вужчий на спеціальних (геологічних, ґрунтових, гідрологічних, ботанічних та ін.).

У походах та на екскурсіях учні під керівництвом учителя географії проводять такі дослідження: геологічні, гідрогеологічні, геоморфологічні, метеорологічні, гідрологічні, грунтові, геоботанічні, зоогеографічні, фенологічні, ландшафтні, економіко-географічні, топонімічні та ін.

Дослідницька робота учнів на екскурсіях та в походах допомагає їм міцно закріпити і розширити знання, здобуті в школі, сприяє формуванню у дітей любові до науки, виробленню перших навичок наукового дослідження. Відчувши смак творчої роботи, багато хто з старшокласників уже не хоче розлучатися з наукою і, закінчивши середню школу, йде через вуз у велику науку.

Вивчення природних умов і ресурсів, населення і господарства певного району — важливий розділ науково-дослідної туристично-краєзнавчої роботи. Всі компоненти природи вивчаються окремо за певним планом, простежується їх взаємовплив і взаємозв'язок і складається характеристика всього природно-територіального комплексу (ПТК). Юні дослідники вивчають природу району подорожі згідно із загальноприйнятим у географії планом: географічне положення, геологічна будова, рельєф, корисні копалини, клімат, гідрографічна сітка, грунти, рослинний і тваринний світ, ПТК.

До плану кожного походу чи екскурсії повинно обов'язково входити проведення різноманітних досліджень, причому краєзнавчі дослідження необхідно проводити постійно як під час багатоденних подорожей, так і під час одноденних та екскурсій. Слід зазначити, що одноденні походи по рідному краю та екскурсії дають змогу проводити тривалі дослідження одних і тих самих географічних об'єктів, явищ і процесів. Це дає можливість зібрати значний матеріал для теоретичних узагальнень і практичних рекомендацій.

Вивчення рідного краю, збирання пізнавально-дослідницьких матеріалів та їх систематизація є невід'ємною частиною навчально-виховного процесу в школі. На нашу думку, настав час введення в обов'язковий мінімум програми шкільних курсів географії елементів навчальної польової практики.