Александр Гумбольдт родился 14 сентября 1769 года в Берлине, на Егерштрассе. Дворянский род Гумбольдтов происходил из Нижней Померании. Это были мелкие провинциальные дворяне.
Уже в детские годы у Александра была тяга к работе, наполненной поисками нового. Он очень любил природу, собирал коллекции камней, растений, насекомых.
Первым его учителем был переводчик «Робинзона Крузо» Иохим Кампе. Он был приглашен в 1775 году, когда Александр в шестилетнем возрасте уже научился читать и писать.
В 1777 году на должность воспитателя был приглашен 22-летний юноша из бедной семьи — Христиан Кунт. Он старался развить у Александра любовь к природе, читал с ним сочинения римского географа Страбона.
В 1780 году Александр Гумбольдт некоторое время занимался с доктором Людвигом Геймом основами ботаники, ознакомился с Линнеевской классификацией растений, совершал экскурсии в окрестности Берлина. Во время занятий Гейм рассказывал ему о своих путешествиях по Европе.
Однако образование Александра носило преимущественна филологический и юридический характер, как это было принято тогда в аристократических семействах.
В свободные часы Александр бродил по лесам и лугам окрестностей Берлина. Во время этих экскурсий он мечтал о жизни, полной приключений, о дальних путешествиях и необыкновенных открытиях.
В эти же годы Гумбольдт с увлечением занимается рисованием. Однажды он сделал небольшие эскизы цветущих растений и пейзажей, которые показал директору Берлинской академии художеств. С этого времени Гумбольдт стал учиться у него рисованию и гравированию на меди.
Рисование было необходимо Гумбольдту для занятий естествознанием, так как фотография в то время еще не была изобретена.
Уже тогда он свободно владел английским, французским, латинским и греческим языками.
В 1787 году Александру исполнилось 18 лет. Пришло время подумать о высшем образовании. В то время в Берлине, да и во всей Пруссии, не было ни одного высшего учебного заведения. Поэтому Александр вместе со своим братом Вильгельмом направился в маленький городок Франкфурт на Одере для поступления в университет.
Александр поступил на камеральный факультет, так как по желанию матери должен был изучать экономические науки и технологию различных производств для подготовки к будущей государственной службе в области промышленности. Однако это мало интересовало Гумбольдта. После года обучения в университете Александр уехал на каникулы и во Франкфурт не вернулся.
Почти весь 1788 год он прожил в Берлине, где занимался ботаникой, изучал технику гербаризации растений, производил описания флоры окрестностей Берлина.
25 февраля 1789 года в письме к своему студенческому другу по Франкфуртскому университету В. Г. Вегенеру Гумбольд писал: «Как много еще неиспользованных сил находится в природе, использование которых даст тысячам людей пищу и занятия. Наблюдения над природой вызывают у меня сладкие чувства и радость от тысяч открытий. Среди 145 тысяч людей в Берлине можно едва ли насчитать четырех, изучающих ботанику, которая могла бы нам помочь изыскать новые источники питания.
Многие продукты, которые привозят к нам из дальних стран, в собственной стране мы попираем ногами. Пройдут еще десятилетия, пока откроют их полезные свойства. Многие считают ботанику наукой только для удовольствия и не видят от нее большой пользы. По моему мнению, изучение растительности должно быть направлено на пользу человеку; для этой цели необходимо улучшать растения. Я хочу направить свои силы на то, чтобы многим людям жилось лучше».
В апреле 1789 года Александр отправился в один из лучших университетов Европы — в Геттингенский, где поступил на юридический факультет.
Занятия Александра носили энциклопедический характер Он слушал лекции по языкознанию, по современной истории, археологии и истории цивилизации, по философии и морали, математике и естествознанию.
Он совершает экскурсии в окрестности Геттингена, посещает ботанический сад и этнографический музей, пишет небольшие рефераты о природе.
Под влиянием профессора Ф. Блюменбаха Гумбольдт стал заниматься изучением геологического строения Рейнской области. В конце сентября 1789 года он отправился в путешествие по Рейну, которое продолжалось несколько недель. В результате этой экскурсии была опубликована анонимная статья под названием «Минералогические наблюдения над базальтами Рейна».
В Геттингене в 1789 году Гумбольдт познакомился с Георгом Форстером, который в 1772–1775 годах участвовал во втором кругосветном путешествии Джемса Кука в качестве натуралиста.
Георг Форстер был на 15 лет старше Гумбольдта, но это не помешало им найти общие интересы и сделаться друзьями. Сочинение Форстера «Путешествие вокруг света», вышедшее в 1784 году в трех томах, а также его очерки и устные рассказы оказали сильное влияние на молодого Гумбольдта, пробудили в нем страсть к путешествиям.
Гумбольдт решил сопровождать Форстера в путешествии по Европе. В марте 1790 года путешественники на пароходе направились из Майнца вниз по Рейну. В Кельне они пересели в дилижанс и через Нидерланды и Бельгию прибыли во французский город Дюнкерк. Здесь Гумбольдт впервые увидел море. Из Дюнкерка они направились в Англию и совершили поездку по стране.
На обратном пути из Англии они посетили революционный Париж и в июне 1790 года вернулись в Майнц, где Гумбольдт распрощался с Форстером. Больше они никогда не встречались, так как Форстер вскоре умер. Во время поездки они изучали не только природу, но интересовались также промышленностью, памятниками искусства, осматривали музеи и институты. Для Гумбольдта эта трехмесячная поездка была хорошей школой в подготовке к его будущей экспедиционной деятельности.
Разлучившись с Форстером, Александр твердо решил стать путешественником, но по желанию матери вынужден был поехать в город Гамбург и поступить в Промышленную академию. В академии студентам давали конкретные знания о колониальных товарах, денежном обращении и бухгалтерии. И здесь все свои свободные часы Александр посвящал ботанике и минералогии.
Для пополнения своего минералогического образования и изучения горного дела Гумбольдт решил поступить на некоторое время в Горную академию, которая находилась в городе Фрейберге. Он послал письмо директору академии профессору А. Г. Вернеру, в котором просил принять его в число своих учеников на шесть месяцев, так как после этого срока должен был поступить на государственную службу, в департамент горнорудной промышленности.
В конце мая 1791 года Гумбольдт получил согласие Вернера и в начале июня был уже во Фрейберге.
Каждое утро Гумбольдт с 6 до 12 часов проводил под землей в шахтах, изучая горное дело. Затем он слушал лекции в аудиториях (иногда до шести лекций в день) или работал в минералогическом музее. Перед ним был мир минералов и окаменелостей, в котором запечатлелась история Земли. Вечерами он читал или уходил за город, совершая ботанические экскурсии. Впоследствии на основе собранных здесь ботанических материалов он опубликовал «Опыты и наблюдения над зеленой окраской подземных растений» и другие ботанико-физиологические работы.
Холодная сырость шахт, кабинеты со сквозняками, большое умственное и физическое напряжение привели к потере внимания и болезненному состоянию, которое он старался превозмочь. Он уставал так, что даже не поехал на свадьбу к брату Вильгельму; письма друзей оставались нераспечатанными.
16 февраля 1792 года Гумбольдт оставил Горную академию, закончив на этом свое высшее образование. Товарищи устроили ему торжественные проводы, на которых студент Фишер прочел свое стихотворение, посвященное Гумбольдту. Через 40 лет Гумбольдт встретится с ним в Москве, направляясь в Азию.
29 февраля 1792 года Гумбольдт был назначен асессором по горной промышленности.
В августе 1792 года его направили в Баварию, Зальцбург и Галицию для ознакомления с соляными копями; поездка продолжалась почти полгода. В результате изучения этого вопроса Гумбольдт написал трактат «О происхождении каменной соли», который произвел большое впечатление в научных кругах.
В то время когда Гумбольдт находился в этой командировке, его назначили высшим горным чиновником (обербергмейстером) Байрейтского и Ансбахского горных округов. Гумбольдт согласился занять новую должность, так как она была связана с постоянными разъездами для осмотра шахт, рудников, металлургических заводов, во время которых он мог заниматься научной работой по минералогии.
В то же время Гумбольдт не забывал и о своих непосредственных обязанностях. Его энергичная деятельность принесла практические плоды. Добыча в ею горных округах резка возросла. В Байрейте, который до этого почти не давал дохода, уже в 1793 году было добыто металлов на 300 тысяч гульденов. Доход от добычи золота за год стал равен доходу, полученному за предыдущие восемь лет.
В конце 1794 года Гумбольдт получил предложение министра горного дела и металлургии переехать в Берлин и возглавить руководство горным делом и солеварнями Германии. Это предложение, связанное с кабинетной работой, хотя и сулило значительное повышение оклада, но помешало бы ему заниматься научной работой по геологии. Гумбольдт отклонил это предложение.
В июле 1795 года Гумбольдт получил отпуск и отправился со своим другом Фрееслебеном в Италию. В продолжение двух месяцев они пешком ходили по горам, изучая геологию и растительность. В особенности их заинтересовали вулканические ландшафты Италии и Сицилии; на обратном пути они изучали Швейцарские и Савойские Альпы.
Наряду с геологическими и минералогическими исследованиями Гумбольдт в этот период создает крупные работы по ботанике и физиологии растений и по животному электричеству.
В 1792 году вышла из печати его крупная работа «Афоризмы из химической физиологии растений», а год спустя «Флора Фрейберга». Работы эти получили высокую оценку в научных кругах различных стран.
Некоторые выводы Гумбольдта значительно опережали научную мысль того времени и были подтверждены много лет спустя. Так, например, обнаруженные в растениях минеральные соли в то время считали случайной примесью. Гумбольдт доказал, что они являются необходимыми составными элементами пищи растений. Только после работ химиков Соссюра в Либиха мнение это утвердилось в науке.
В 1792 году Гумбольдт ознакомился с открытием итальянского физика Луиджи Гальвани о животном электричестве и с работами другого итальянского физика — Александра Вольта, который отвергал существование животного электричества.
Гумбольдт решил опытным путем проверить противоречивые выводы этих ученых и дать свое заключение. Он с большим самоотвержением начал экспериментировать на своем теле. На его спине врачом делались раны и гальванизировались различными способами. Своими экспериментами Гумбольдт подтвердил выводы Гальвани и высказал мнение, что возникновение электрических токов в теле животных вызывается нервной деятельностью. Только через 50 лет этот вывод был подтвержден французским ученым Дюбуа-Реймоном.
Результатом этих исследований явилось двухтомное сочинение «Опыты над раздраженными мускульными и нервными волокнами», напечатанное в 1797–1799 годах. Это сочинение произвело сенсацию в ученом мире. Гумбольдта стали считать основоположником физиологии нервной деятельности.
Геология, ботаника, физиология растений, химия, физика, наблюдения и эксперименты — все это в его трудах тесно связывалось между собой. Он вел переписку и полемику, из всех стран мира приходили к нему книги и статьи.
14 ноября 1796 года умерла мать Гумбольдта, которая не хотела отпускать его в путешествие. После похорон матери Гумбольдт сразу же вышел в отставку и решил в будущем жить исключительно для науки.
В том же году он поехал к брату Вильгельму в Иену, чтобы решить вопрос о разделе наследства. Здесь он близко познакомился с Шиллером и Гёте; последний в эти годы увлекался естествознанием. Гёте был в восторге от Гумбольдта. Они вместе слушали в университете лекции профессора анатомии Лодера, обсуждали проблемы геологии, физики, занимались экспериментами по физиологии растений. В письме к герцогу Веймарскому Гёте писал о Гумбольдте: «Он настоящий рог изобилия в отношении наук».