1909年11月—1910年8月隨大谷光瑞歷訪印度、埃及、羅馬及英、法、德等國，會晤 斯坦因、 斯文赫定、 保羅·伯希和、 阿爾伯特·馮·勒柯克、謝爾蓋 ·奧多諾維奇·奧 登堡等人，從中取得歐洲各國在新疆探險的最新情 報。1910年8月從倫敦出發(fā),經(jīng)俄國西伯利亞入新疆參加大谷探險隊第三次考察，重訪吐魯番、樓蘭、喀什噶爾等地，原擬從西境入西藏之計劃未遂，東行至敦煌，北折新疆，假道西伯利亞，1912年6月回國。兩次探險之公開使命為探察佛教東漸遺址和搜集佛教梵語本原典，兼調(diào)查內(nèi)蒙古喇嘛教和新疆伊斯蘭教及當(dāng)?shù)孛褡宸罱虪顩r。對高昌故城阿斯塔那墓區(qū)、樓蘭古代居民住區(qū)等重要遺址進行了發(fā)掘，搜集到許多回鶻文本佛典,并掘走梵、漢、蒙古、突厥文等佛教經(jīng)卷、抄本等古文獻和藏、婆羅米文等木簡及文物等。其中在樓蘭發(fā)掘的公元4世紀西域長史李柏的手跡即《李柏文書》為稀世珍物。在回鶻文解讀上有成就。著有《中亞探險》(由關(guān)露香筆錄口述,1912年)。所取文物收錄于《 西域考古圖譜》(1915)和《新西域記》(1937) 。此外還有著有《蒙古語研究》等書，于《二樂叢書》中，有其所撰有關(guān) 維吾爾經(jīng)文的解讀。