1782 bewarb sich der unverheiratete Künstler mit Erfolg um die Teilnahme an der Expedition, die Joseph II. nach dem Ende des Amerikanischen Unabhängigkeitskriegs und des Englisch-Niederländischen Kriegs zum Sammeln von Mineralien, Pflanzen und Tieren in andere Erdteile entsenden wollte. Als Moll in das Forscherteam aufgenommen wurde, sollte sich dieses unterwegs aufteilen: Der auf Botanik spezialisierte Mediziner Franz Joseph Märter sollte Westindien (Amerika) bereisen, der Mineraloge Karl Haidinger Ostindien (Asien). Moll war zum Begleiter desjenigen der beiden bestimmt, welcher selber nicht zeichnen und malen konnte (Märter?). Am Schluss sollten sie am Kap der Guten Hoffnung wieder zusammentreffen.