С 1774 г. Крым, отделенный от Турецкой империи, стал доступен для исследования. В 1782 г. В. Зуев пересек Степной Крым от Перекопа до города Карасубазар (теперь Белогорск) у северного подножия Крымских гор. С Горным Крымом Зуев ознакомился бегло, посетив только некоторые участки; основные сведения он обобщил со слов людей, «там бывалых». Но он первый обратил внимание на асимметрию передовой части Крымских гор (так называемая куэста): «Слои главных гор соответствуют… передовым и поднимаются от севера к полудню, восставая углом от горизонта на 17 градусов». И он отметил, что большинство крымских рек берет начало на северных склонах гор, а массив Чатырдаг представляет собой водораздел: к востоку от него реки впадают в Сиваш, к западу — в Черное море.

В 1783 г. Крым был включен в состав России и вице-губернатором новой Таврической губернии назначен Карл Иванович Габлиц. Два года он подробно исследовал полуостров и составил его первое научное описание. Габлиц правильно различал там три орографические области: «плоскую», горную и равнинно-холмистый Керченский п-ов с крутыми и высокими берегами. Он первый предложил трехчленное деление Крымских гор, теперь общепринятое: гряды Северная, или Внешняя (по Таблицу, «передовая»), Средняя, или Внутренняя, и Южная, или Главная. Южные склоны круче северных, между горами расположены открытые долины. Южный хребет в районе Чатырдага разобщен поперечной долиной на две части; в хребте он обнаружил следы вулканической деятельности. К. Габлиц исследовал крымские реки, отметив их большие уклоны и наличие водопадов. Он описал и полезные ископаемые, в том числе керченские железные руды.

Сразу же после присоединения Крыма по распоряжению Екатерины II к полуострову направился фрегат под командой военного моряка Ивана Михайловича Берсенева для выбора гавани у юго-западного побережья. Осмотрев в апреле 1783 г. бухту у поселка Ахтиар (в античное время здесь находился город Херсонес-Таврический, см. т. 1, гл. 5), И. Берсенев рекомендовал ее в качестве базы для судов будущего Черноморского флота. Вскоре на ее берегу были заложены крепость и порт, в 1784 г. названные Екатериной II «Величественным городом» (Севастополем). В том же году И. Берсенев, командуя четырьмя судами, описал западный и южный берега Крыма от мыса Тарханкут до Керченского пролива (500 км). В 1786 и 1787 гг. К. Габлиц опубликовал две работы о Крыме, приложив ко второй четыре карты юга Европейской России. На них очертания полуострова близки современным: вероятно, К. Таблиц использовал материалы И. Берсенева.

В 1793–1795 гг. Крым посетил П.С. Паллас. Он гораздо подробнее, чем К. Таблиц, описал Южную гряду и выделил в ней самую высокую часть — от Балаклавы до Алушты. Высшей точкой хребта он считал Чатырдаг (1527 м; теперь — Роман-Кош, 1545 м). Затем П.С. Паллас переправился на Таманский п-ов и дал его первое подробное описание: «Тамань представляет разорванную местность, покрытую холмами и плоскостями… Различные рукава Кубани и множество заливов и низменностей, покрытых водой, делают из Тамани настоящий остров. Центральная [его] часть… между Кубанским и Темрюкским лиманами, более возвышена…» П.С. Паллас описал грязевые сопки Тамани и отметил в некоторых наличие нефти.

Работы И. Берсенева продолжил английский моряк на британской, а затем русской службе Джозеф (Иосиф Иосифович) Биллингс, участник третьего кругосветного плавания Д. Кука. После завершения Северо-Восточной экспедиции (см. гл. 17), летом 1797 г. И. Биллингс выполнил гидрографические работы у п-ова Тамань, у южных и западных берегов Крыма. А летом следующего года он описал северо-западный берег Крыма и Черноморское побережье Европейской России от Тарханкута до Днестровского лимана и обратно — участок длиной около 1 тыс. км, имевший в те времена для Русского государства первостепенное значение. В 1799 г. И. Биллингс опубликовал «Атлас Черного моря»; карты, которые он составил, значительно превосходили своих предшественниц по точности, так как опирались на многочисленные определенные им астрономические пункты.