Han brukte også tid i innlandsstrøkene i Salten og ga seg ut på sommeren innover til fjellområdet Sulitjelma. Spesielt var han interessert i kartlegging og høydemåling. Den 14. juli 1807 målte han høyden av den største toppen ved hjelp av trigonometri, og dette var den første nøyaktige målingen av det som var ansett som Sveriges høyeste fjell. Han kunne konstatere at Sulitjelma var et fjellkompleks, eller et høyt fjellplatå, med mange høye topper på grensen mellom de to landene. Mellom toppene var det flere isbreer. Med disse undersøkelsene var han den første som undersøkte og beskrev isbreene i Sverige. Wahlenbergs kartlegginger førte til at Sulitjelma ble det best beskrevne fjellområde i Skandinavia. Til sammenlikning var det først i 1820 at Jotunheimen ble «oppdaget» av studentene Baltazar Mathias Keilhau og Christian Boeck Keilhau.