Fra 1782 til 1784 var han på kongelig oppdrag på studiereise til USA, for å vurdere hvilken betydning landets uavhengighet kunne få for den svenske handelen, spesielt med jern. Han fikk også diplomatiske fullmakter på vegne av kongen til å representere handelsinteressene, noe som måtte gjøres med skjønn på grunn av Sveriges gode forhold til England. Oppholdet ble langvarig og medførte blant annet at Hermelin etablerte diplomatiske forbindelser for Sverige med det nye landet. Han ble godt mottatt i vitenskapelig interesserte kretser, for eksempel av Benjamin Franklin, og i 1784 ble han utenlandsk æresmedlem av American Academy of Arts and Sciences. I 1785 ble han valgt som internasjonalt medlem av American Philosophical Society i Philadelphia. På turen besøkte han også England, Nederland, Frankrike og Tyskland.