I det sørlige sommerhalvåret 2004–2005 deltok han i den chilenske vitenskapelige ekspedisjonen til Sydpolen, så vel som Operación Estrella Polar III i 2024–2025. Chilensk antarktisk institutt samlet inn isprøver i området for å undersøke forurensningsnivåer, og Casassa var en del av ekspedisjonen sammen med Chiles president Gabriel Boric, som ble den første statslederen i historien til å besøke Sydpolen, og den tredje lederen totalt (inkludert regjeringssjefer) på verdensbasis.