I årene mellom 1815 og 1818 deltok han på en jordomseiling med briggen Rurik. Ekspedisjonen var under kommando av Otto von Kotzebue og var finansiert av den russiske skattkansleren grev Romanzow. I Rurik utforsket de Stillehavet, og de hadde som mål å finne den legendariske nordøstpassasjen. Chamisso er kjent for å ha kartografert store deler av kysten i Alaska, forfattet en flora over området (en øy her er oppkalt etter ham) og beskrivet eskimoenes levevis. Han publiserte også etnografiske beskrivelser fra Ratak-kjeden på Marshalløyene.