После добровольного присоединения казахов к России, согласно «Уставу о сибирских киргизах» 22 июля 1822 года, разработанному М.М. Сперанским, ханская власть здесь была упразднена, а территория поделена на округа. Мейеру посчастливилось первым из ботаников посетить эти удивительные места.
Конечно, к 20-м годам XIX века здесь уже побывало немало русских людей. По казахской степи странствовали, прежде всего, служивые люди, среди которых имена капитана И.Г. Андреева (1785), атамана Телятникова (1796), горных чиновников Михаила Поспелова и Тимофея Бурнашова (1800), переводчика Сибирского корпуса Филиппа Назарова (1813) и других. Путешествовал здесь и маркшейдер Алтайского горного округа И.П. Шангин. В 1816 году он обнаружил немало древних выработок по добыче свинцовых и медных руд в урочищах Корпетай и Бесчоку, вблизи Каркаралинских гор. Благодаря его путешествию, примерно с 1816 года начинается освоение подземных богатств центральной части Казахстана.
В связи с тем, что золотопромышленники собирались вести здесь изыскательские работы, а затем и добычу руды, Правительство решило вопрос о территориальном устройстве казахских кочевых хозяйств. Было выбрано место для будущего окружного приказа — урочища Кент и Каркаралы. 8 апреля 1824 года состоялось торжественное открытие Каркаралинского округа и приказа, а указ об этом событии был одобрен правительствующим Сенатом и утверждён 24 июля того же года. Первым, кто осел в казахской степи, был русский заседатель сотник Д. Карбышев. Он отвечал за порядок в степи, для чего ему выделялась команда в составе 250 линейных казаков. На долю этого казахского сотника выпала ответственная миссия обустройства этой территории. Возможно, что его ежегодные рапорты и послужили основой поездки Мейера в эти ещё совершенно не изученные места.
Карбышев встретил Мейера 25 августа 1826 года и показал дорогу к горам, далеко виднеющимся в выжженной степи. Впервые могучий гранитный вал Каркаралинской гряды — жемчужины казахской степи — предстал взору натуралиста. Горы эти древние, они возникли в середине мезозойской эры. Однако в начале кайнозоя, миллионы лет спустя, их постигло полное разрушение. А во время четвертичного периода горы пережили второе рождение и стали такими, как сейчас: остроконечные вершины, глубокие долины, крутые склоны. Самое удивительное, что эти горы поросли сосновым лесом. В условиях казахстанского засушливого климата сосна находится на пределе своих экологических возможностей существования. Тем не менее, здесь она чувствует себя хорошо. Причина кроется в том, что горы сложены матрацевидными гранитами, в трещинах которых скапливается достаточное количество влаги для существования леса. Горы, как гигантская губка, впитывают влагу из окружающего воздуха, и часть территории сосновый лес успешно отвоевал у степи.
Здесь Мейер посетил знаменитое Чёртово озеро (Шайтанколь), расположенное на вершине горного хребта и окаймлённое гранитными скалами. В восьмидесяти верстах от Каркаралинска Мейер посетил гору Ку. Он заметил, что сосновые леса в этих местах сильно разреженные, по сравнению с горами Каркаралы. Интересно, что так они выглядят и в настоящее время. Это свидетельствует об огромной позиционной устойчивости сосны, способной удерживать за собой экологические ниши.
Более всего Мейера поразили солончаки, белыми пятнами разбросанные по степи. Здесь росли растения, которые он никогда не видел. Странные членистые анабазисы, многолетняя, почти кустарниковая лебеда.
Во время поездки по Киргизским степям Мейер проделал огромную работу по изучению степной флоры и фауны. Им было определено и описано около 900 видов растений, в том числе много новых, около 170 видов насекомых и около 60 видов птиц и млекопитающих.
Это путешествие открыло дверь в новую, неизвестную ботаническую страну, и Каркаралинские горы стали притягивать многих и многих ботанических исследователей. Среди них были Г. Карелин, И. Кирилов, А. Шренк, С. Коржинский и многие другие, ставшими заложниками и почитателями природной красоты Каркаралинских гор.
После возвращения в Дерпт Мейер до 1829 года работал над обработкой путевого дневника, который и вошёл в состав II тома книги Ледебура «Путешествие по Алтайским горам и джунгарской Киргизской степи». В одной из глав этого дневника даётся общая характеристика степей Восточного Казахстана и прилегающих гор. Это был первый обобщающий обзор флоры Восточного Казахстана, не утративший своего значения и в наши дни. В этом дневнике мы находим краткие исторические и статистические справки о горах и деревнях, форпостах и редутах, данные о земледелии, скотоводстве, рыболовстве и охоте, а также сведения по географии, орографии Южного и Восточного Казахстана.
На дальнейшую жизнь и карьеру Мейера большое влияние оказала встреча с Э.И. Эйхвальдом (1795–1846) — известным русским естествоиспытателем, минералогом, зоологом и палеонтологом, членом–корреспондентом Императорской Академии наук. В тот момент, когда Мейер вместе с Ледебуром возвращались с Алтая, Эйхвальд завершил экспедицию по Каспийскому морю. Эйхвальд обратился к Ледебуру и Мейеру с просьбой обработать собранный на Кавказе обширный ботанический материал. Предложение это было, разумеется, принято. Закончив обработку полевых материалов, Мейер опубликовал результаты в виде научной монографии, вышедшей в свет в двух выпусках. Знание каспийскокавказской флоры, успех «Флоры Алтая» послужили поводом тому, что Императорская Академия наук в 1829 году включила Мейера в состав экспедиции, организованной для сопровождения военной дивизии на Эльбрус. Кавказ в то время был с ботанической точки зрения изучен довольно плохо.
После того как эта экспедиция успешно закончила свою работу, Академия наук снабдила Мейера средствами, необходимыми для продолжения его исследований, которые ранее ограничивались западными берегами Каспийского моря и некоторыми высокогорными пунктами, такими как Казбек, Шахдан, Тузундак и хребет Талыш. Учёный получил возможность распространить свои ботанические изыскания до границы с Персией.
Мейеру пришлось работать в краях, где в то время свирепствовала холера, но это не помешало ему добросовестно изучить флору Кавказа и западного побережья Каспийского моря. Он первым приводит для этой области две тысячи видов растений, значительное количество которых были совсем новыми. В 1831 году Мейер был принят в число членов–корреспондентов Императорской Академии наук и назначен помощником директора Императорского ботанического сада в Петербурге к знаменитому Ф.Б. Фишеру.
Принимая участие в описании ботанических сборов, сделанных многими известными путешественниками на территории нашей страны, он тем самым оказывал большое влияние на развитие отечественной ботаники.
В сотрудничестве с Фишером Мейер обработал коллекции, собранные в Восточной Казахской степи А.И. Шренком. В 1845 году Мейер был избран в действительные члены Императорской Академии наук, а в 1851 году получил назначение на должность директора ботанического сада в Петербурге, который он вскоре обогатил редкостными диковинными растениями. Культивировавшиеся здесь новые виды распределялись затем по загородным садам. Сад был снабжен бассейном для водяных растений, в котором росла гигантская виктория амазонская, привлекавшая массу посетителей. На этой должности Карл Андреевич Мейер оставался до самой кончины, последовавшей в 1855 году.
