Кавказа» писал, что «важнейшим подспорьем» ему был дневник путешествия и ботанические наблюдения Гюльденштедта. И сейчас в сводном Гербарии Ботанического института РАН можно найти экземпляры с этикетками Гюльденштедта. Путешественника привлекали опыты разведения шелковицы и винограда. Особенностью его наблюдений на Кавказе и в Новороссии был интерес к культурным растениям, используемым в сельском хозяйстве, их урожайности, способам вспашки, условиям землепользования; а также к организации лесоводства и работе лесничих (в том числе контроль за вырубкой, организация посевов и посадок).
Еще во время путешествия в 1769–1772 годах в Новых комментариях (Novi Commentarii, Vol. 14, 16, 17) вышли семь статей Гюльденштедта, написанные по материалам полевых наблюдений о неизвестных науке видах и разновидностях животных (о суслике, утке-нырке, о неизвестных разновидностях сонь и ласки, о двух видах рыб и других). Он первым описал (или уточнил описания) 20 видов животных, в том числе шакала, известного как «золотой волк», которого живым привезли в Петербург, где он через три месяца умер. По мнению академика следующего столетия И.Ф. Бранта, Гюльденштедт «относится к самым усердным и выдающимся зоологам нашего учреждения», то есть Петербургской Академии наук. Помимо изучения целебных источников Кавказа путешественники вели целенаправленное выявление и источников питьевой воды на Юге России (особенно в пограничных районах, подлежащих заселению) и опробовали воду рек Центральной России, в том числе Москвы, Волхова и других).
Предполагалось, что прибыв в Петербург, он займется обработкой накопленных за семь лет путешествия наблюдений. Однако по возвращении из экспедиции Гюльденштедт вынужден был приводить в порядок и готовить к изданию путевые дневники погибшего С.-Г. Гмелина и в меньшей мере занимался своими экспедиционными материалами. Отвлекали его и другие академические дела. В 1778 году
