Etter pater Eusebio Kinos død i 1711 ble et voksende antall tysklalende jesuitter sendt til Sonoraregionen. Segesser fikk i april 1729 vite at han var blitt akseptert for misjonene i Ny Spania (Mexico). I 1729 la Segesser så ut på sin lange reise med flere avbrudd og venting, via Genova, Cádiz og Sevilla , Santo Domingo og Havana, kom han til Veraceuz (Mexico). Fra 1731 var han misjonær for indianerne i Sonora; nærmere bestemt kom han den 7.–8. mai 1732 til sin misjonsbase, Mission San Xavier del Bac i de deler av Ny Spania som senere ble til delstaten Arizona.. Årene 1750-1753 var han visitator av misjonsområdene; deretter skolerektor.