Выдающийся русский путешественник, зоогеограф, эколог. Исследовал Северную Азию и Памир.
Автор трудов по зоогеографическому районированию Плеарктики, птицам России и Туркестанского края.
Его доклад на Пражском конгрессе «О следах ледянного периода на Тянь-Шане» был признан одним из лучших, а карта высот Внутренней Азии, представленная в русском павильоне на выставке, привлекла всеобщее внимание. Николай Алексеевич был удостоен высшей награды конгресса – медали первого класса – за путешествие в Туркестане и в исследовании Тянь-Шаня.
В 1878 году Географическое общество наградило Северцова медалью Литке, а в 1883 году Золотой Константиновской медалью.