В 80-х гг. XIX в. пустыня Каракумы оставалась почти неизученной территорией, через которую – от Каспия до Самарканда – прокладывали железную дорогу. Для исследования этого региона И. В. Мушкетов направил своего ученика В. А. Обручева. За восемь полевых месяцев, «уложившихся» в три года (1886—1888 гг.), он совершил ряд маршрутов по Закаспийскому краю, т. е. по Туркмении.
Он осмотрел русло Узбоя, выяснил его связь с Сарыкамышской впадиной, описал Келифский Узбой – систему солончаковых котловин, протягивающихся в юго-восточном направлении, — и доказал его речное происхождение; Обручев обследовал низовья Теджена и Мургаба, а также часть среднего течения Амударьи. Он выполнил первое физико-географическое районирование исследованной территории. Ему удалось выявить здесь песчаную область (около 83% площади), степную полосу и холмистый (увалистый) пояс.
В холмистый пояс, приуроченный к русско-афганской границе, входят возвышенности Бадхыз и Карабиль, «заполняющие» междуречные пространства Теджена, Мургаба и Амударьи. Обе возвышенности состоят из баиров (увалов) высотой от 20 до 210 м, разобщенных широкими долинами, заполненными солеными озерами, такырами и солончаками.
Результаты исследования В. Обручев опубликовал в 1890 г. в книге «Закаспийская низменность» (откуда нами взята вышеприведенная цитата), содержащей первое всестороннее описание пустыни Каракумы, т. е. значительной части Туранской низменности.
О центральной части Каракумов, не затронутой работами В. Обручева, наука не располагала достоверными данными. Из имевшихся сведений, основанных, вероятно, на сообщениях местных жителей, одни ученые высказывали догадку о наличии там древнего рукава Амударьи, другие – озерной котловины. В сентябре 1893 г. ботаник Владимир Леонтьевич Комаров, тогда еще только студент, отправившись из Ашхабада к северу, пересек Центральные Каракумы до колодца Ших (у 40° с. ш.) и обнаружил несколько изолированных солончаковых котловин и такыров. Комаров проследил эту систему впадин (Унгуз) примерно на 200 км и выяснил, что она вытянута почти в юго-восточном направлении, описал характерные черты ее рельефа и произвел ряд барометрических замеров. От колодца Ших ему удалось проникнуть на 100 км далее к северу – в Заунгузские Каракумы. В Ашхабад Комаров вернулся прежним путем, проделав по пустыне 1200 км.