Шоқан Уалихановтың ғылыми және ағартушылық істері ХІХ ғасырдың елуінші жылдарының аяқ шені мен алпысыншы жылдарының бас кезінде әсіресе өрлей түсті. 1858-1859 жылдары Шоқан өзін ержүрек саяхатшы даңқына бөленген атақты Қашқар саяхатына барып қайтады. Марко Поло мен Несунт Гоестен кейін (1603 жылы) бұл елге тұңғыш рет барған адам Шоқан еді. Европаға беймәлім болып келген бұл елдердің географиясы, тарихы, мәдениеті және саяси жолдарымен терең танысып, Шоқан Уалиханов Шығыс Түркістанды ғылыми жолмен зерттеудің бастамасын жасайды. Сонымен қатар Шоқан Уалихановтың Шығыс Түркістан жөніндегі зерттеулері патшалық Ресей үшін де саяси пиғылдарды жүзеге асыруда толымсыз дүние болғанын назардан тыс қалдыруға болмайды. Көптен бері орнығып, қалыптасқан тәртіп бойынша Қашқарияның қақпасы ол кезде Европа ғалымдары үшін жабық еді. Белгілі географ Адольф Шлагинвейт Қашқарияға Шоқаннан бір жыл бұрын барып, мұнда Уалихан төре деген қожа оны өлім жазасына бұйырып басын алған еді. Сондықтан Шоқан Уалиханов үшін де Қашқарияға сапар қауіпті болып табылды. Осыған қарамастан ғылым жүзінде мүлдем белгісіз болып отырған ертеде қалыптасқан мәдениеті бар Қашқариядай бай елді зерттеудің маңызы өте зор еді. Шоқан Уалиханов сияқты талапкер ғалымды бұл елдің тағдыры өзіне қызықтыра тартып, құмарта түседі. Белгісіз елдерді зерттеу талабымен қанаттанған ержүрек саяхатшы қорықпай ілгері тарта береді.
Жол бойында Шоқан Ыстықкөл мен Тянь-Шань таулары жөнінде құнды материалдар жазып ккөрсетеді.
Уалиханов Қашқарда жарты жылдай (1858 жылдың бірінші октябрінен 1859 жылдың март айының ортасына дейін) тұрады. Бұл уақыттың ішінде ол Қашқар қаласымен жақын танысып және алтышаһар елін де жақсы біліп алды. Ол кезде Алтышаһар деп, солтүстігі Тян-Шань тауларымен, оңтүстігі Куэнь-Лунмен қоршалған қалалар, атап айтқанда: Ақсу, Үш-Тұрфан, Қашқар, Янысар, Яркенд, және Хотан. Қалаларын атаған. Бұл қалалар сол кезде қоқан хандығының саяси ықпалында болды да Орта Азия халықтарымен ашық түрде сауда және саяси байланыс жасап отырады.
Шоқан Уалиханов алғашқы келген күндерінен бастап ақ мұнда қоқандықтарды ерекше құрметтейтінін байқайды. «Қоқандықтар Уалихановты меймандостықпен қабылдап көңілін көтеруге түрлі сауықтар ұйымдастырылады және жергілікті дәстүр бойынша сол жердің әйгілі кісінің қызына үйлендіреді» [25, 68 б].
Шоқан Қашқарияны жан-жақты зерттеп, оның саяси және экономикалық құрылысымен жақын танысып бұл елді ерте замандардан бері мекендеп келе жатқан халықтардың тарихы мен этнографиясы жөнінде бай материал жинайды. “Түрлі тайпалар мен түрлі елдердің купецтерімен таныс болуын көрші елдер жөнінде көп маршрут, этнографиялық, статистикалық және сауда мәліметтерін алуына мүмкіндік берді” [25, 337 б] деп “Алтыншаһардың немесе Қытайдың Нан Лу провинциясының шығыстағы алты қаласының жайы туралы” деген мақаласында көрсетеді.
Шоқан Уалиханов достарының жәрдемімен өте сирек кездесетін бірсыпыра шығыс қолжазбаларын тауып, кумизматикалық және тау жыныстарының коллекциялары мен гербарий жасап алады. Сонымен қатар ол ескіден қалған қадірлі мұра, ерте заманғы грамоталар мен халықтың қолөнерінің ескерткіштерін көркем керамика, тағысын-тағыларын жинақ алады. Уалиханов алып келген аса бай материалдардың ішінде оның Шығыс Түркістанның тұрмыс қалпы мен адамдарының түс сипатын бейнелейтін, қарындашпен салған суреттері үлкен орын алады.
Уалихановтың сапарының ең басты нәтижесі “Алтышаһардың немесе Қытайдың Ман-Лу провинциясының шығыстағы алты қаласының жайы туралы” деген күрделі еңбегі болды. Бұл Шығыс Түркістан халықтарының тарихы мен географиясы, әлеуметтік құрылысы жөнінде толық мағлұмат беретін алғашқы ғылыми еңбек еді. Жаңа материалдарды қамтуы және мәселені терең талдауы жағынан Уалихановтың еңбегі біздің отандық ғылымымызға қосылған үлкен байлық болды және күні бүгінге дейін өзінің маңызын жоғалтқан жоқ.
Шоқан Уалихановтың Қытай жеріндегі этнографиялық зерттеулері жан-жақтылығымен танылды. Мәселен діни ерекшеліктеріне тоқтала отырып ол “Шығыс Түркістанда мұсылмандық фанатизмнің күшті болмауының себебі, әрине, елдің географиялық жағдайына байланысты. Мұнда, мұсылман діні елдің жергілікті дәстүрлеріне бағынып, бұл ерекшелікті мұсылман елдерінің басқаларында мүлдем кездеспейтін әйелдер бостандығының бір өзі де толық дәлелдейді” [25, 339 б] деп көрсетеді. Осылайша Шығыс Түркістандағы діни ерекшелікті ислам дінінің көріністері мен дәстүрлік белгілермен араласқанын байқатады. Сонымен қатар Қытай территориясындағы Қашқар халқының түр сипатына мән беруде Шоқан Уалиханов былайша жеткізуге тырысады “Қытайлықтар оларды чанту (ораулы бас немесе сәлделі кісі), қалмақтар хотаня деп аталады да, енді ортаазиялықтар қырғыздар мен буругтар Шығыс Түркістан халықтарының баршасын да қашқарлықтар деп атайды. Бұл елдің негізгі тұрғындары түрік тілінің ерекше бір диалектісінде сөйлейді, өркентолистер оны ұйғыр тілі деп атайды, кейіптеріне, бет-әлпеттеріне қарағанда бұлардың ұлты бір, бірақ шыққан тегі жағынан тілдері мен тұрмыс қалпында болар-болмас қана өзгешеліктері бар үш түрлі халыққа бөлінеді”, [25, 340 б]. Мұнда Шығыс Түркістандықтардың атауына, тілдік ерекшеліктеріне, тұрмыстық, мәдени, бет әлпеттеріндегі көрістерге тоқталуға тырысады.
Жалпы Шоқан Уалиханов Шығыс Түркістан халқының құрамы, құрылысы, сауаттылығы, әдеби даму ерекшелігі, музыкасы және музыкалық аспаптары, өнеркәсіптік яғни шаруашылық дамуына жетелей тоқталады. Сонымен қатар салт-дәстүрлеріне тоқтала отырып Шоқан “…Қашқарлықтар қонақтарына бір нәрсе ұсынуда әлсін-әлі орнынан ұшып тұрып, иіле тағзым етіп, қошеметтеп тіл қатуының өзінен ақ бір мән бар және әдет-ғұрпында да алғыс айту рәсімі де бар, ал Қоқандықтар ешуақытта да алғыс айтпайды”[25, 354 б] деп көрсетеді, мұнда Уалихановтың айтуынша Қашқарлықтар Орта Азиялықтардан қарағанда кішіпейілдікпен танылады.
Қашқарлықтардың киіміне тоқтала отырып, мұндағы ерекшеліктерді де айқындауға тырысады. “Бегзадалар шетінен қытайша киініп, … кішігірім әкімдер мен қала тұрғындары түр түсі мен үлгісі жағынан қытайдың сырт киіміне ұқсастау шапан киеді. Әйелдер ашық түсті жібек немесе шыттан тіккен көйлекпен қытай көкірекшесі және біздің әскери тундиризіміз сияқты тік жағалы бешпет киеді. Бет жүздерін жасыру үшін киетін қара немесе ақ селдірді де тек сән үшін киеді, әдетте олар беттерін жаппайды. Жазда еркектер мен әйелдер алтын ақадан немесе атластан тіккен қарбыз тәрізді дөңгелек бөрік киеді де қыста құлақшынды елтірі немесе түлкі бөрік киеді. Жай халықтың аяқ киімі орыс етігі мен татар мәсісі. Әйелдер қыста оюланған қызыл шұға етік киеді де жазда тағы сол қызыл шұғадан тіккен башмақты қоңылтаяқ киеді” деп түбегейлі суреттеуге тырысады.
Шығыс Түркістанның аспаздық өнеріне де Шоқан Уалиханов егжей-тегжей тоқталуға тырысады. “Түркістандықтардың түстік тағамы бақша өсімдіктерінен піспеген сорпа, лағман, ет салған самса, манты, маринаттаған әрқилы бақша өсімдіктері, тағамның бұл соңғы түрлерін қытайлардан үйренген. Ет пен палауды түркстандықтар ауқат етпейді” [25, 354-355 б].
Шоқан Уалихановтың Шығыс Түркістан жөніндегі зерттеулерінде этнографиялық сипаттар айқын байқалады. Шығыс Түркістанның этнографиялық белгілерін көрсете отырып Шоқан бұл жердегі түркі халықтарының моңғол халқының және басымыр ақ Қытай мәдениеттерінің көрінісі байқалатыны аталады. “Шығыс Түркістанда Қытай ықпалы, сырттай болса да күшті орын тепкен. Түркістандықтар көркемөнер мен қолөнерінің кейбір түрлерін қытайлардан үйренген және олардың тіліне көптеген қытай сөздері енген. Бұлардың тіл құрамына енген қытай сөздері архетектура бұйымдары мен сәулетті жиһаз, сәнді киім жағынан кездеседі, қытай сөздері әсіресе кеңсе тіліне көбірек енген. Түркістандықтар қытайлықтарды жек көреді, бірақ ол қытай мәдениетін үйренулеріне бөгет болып отырған жоқ” [25, 355 б]
Осылайша Шоқан Уалихановтың Қашқарияға сапарынан мол ғылыми дүниемен оралды. Бұл сапар Шоқанның табысты зерттеулерінің бірі болды. Мұнда Шоқан қауіпті сапардан бас тартпай ержүректігін таныта білсе және өз зерттеуінде Шығыс Түркістанның барлық жақтарын тыс қалдырмастан тұрмысын егжей-тегжей суреттей түседі. Мұндағы мәдени белгілер мен ерекшеліктеріне аса көп көңіл бөледі, әсіресе қытай мәдениетінің басым екенін айқындап оның барлық өмір салаларындағы белгілерін атап көрсетеді. Шоқанның Қашқариядағы зерттеулері осы кезде империалистік Ресей үшін аса маңызды болды. Шындығында да Шоқанның мұндағы зерттеулері Ресейдің осы кездегі жартылай отар Қытайға байланысты саясаты үшін маңызды болып отырды. Сондықтан Шоқан Уалихановтың Шығыс Түркістан жөніндегі этнографиялық зерттеулері тек ғана ғылыми маңызы ғана болмай сонымен қатар саяси маңызы да болды.