Han blev student i Uppsala 1885, cand.phil. 1888 og dr.phil. i Halle 1892.  Tidlige rejser Han gjorde 1885—86 en rejse fra Baku gennem Persien, som han har skildret i "Genom Persien, Mesopotamien och Kaukasien".  I 1890 deltog han i kong Oscar 2.s sendelse til shah Nasr-ed-din, skildret i "Konung Oscar’s beskickung til schahen af Persien" (1891) og fortsatte 1890—91 sin rejse fra Teheran gennem Centralasien til Kashgar. Denne rejse har han beskrevet i "Genom Khorassan och Turkistan" (1892).  Første centralasiatiske ekspedition Den 16. oktober 1895 begyndte Hedin sin tredje rejse, med understøttelse af kong Oscar 2. fra Orenburg, på hvilken han undersøgte en del af det nordlige og østlige Pamir, drog derpå igennem Takla-makan-ørkenen, kortlagde floderne Kerija og Tarim, bestemte beliggenheden af Lop-nor samt undersøgte dele af Tibets højland. Han nåede Peking den 2. marts 1897 og fortsatte sin hjemrejse gennem Mongoliet og Sibirien. Denne rejse har Hedin beskrevet på dansk i "En Færd gennem Asien" (1898) samt i en svensk udgave.  Anden centralasiatiske ekspedition 1899 tiltrådte Hedin atter i juni en lang rejse til Centralasien med den transkaspiske bane over byen Osch i Ferghana til den øvre Tarim-flod, hvis stærkt bugtede løb besejledes i en næsten tre måneders lang rejse. Efter besværlige rejser vinter og sommer med termometret svingende mellem +40°C og ÷40°C tog han til Takla Makan-ørkenen, hvori interessante udgravninger foretoges, samt til Lop-nor, hvorfra rejsen fortsattes gennem Tibet i retning af Lhasa, men kun ca. 200 km fra denne by blev Hedin, der var forklædt, standset af en betydelig styrke af tibetanere i nærheden af Tengri Nor, hvorefter han drog igennem det sydlige Tibet, mistede 2 mand og næsten alle lastdyr og nåede i december 1901 byen Leh i Ladakh ved den øvre Indusflod. Fra Leh begav Hedin sig til Indien, hvor han som vicekongen, Lord Curzon’s gæst fik en glimrende modtagelse, vendte tilbage til Leh for derfra 1. april 1902 via Kashgar og Kaspiske Hav at rejse tilbage til Stockholm den 27. juni 1902.  Tredje centralasiatiske ekspedition I oktober 1905 drog Hedin igen af sted via Konstantinopel, tyrkisk Armenien, Persien, Seistan og Belutshistan til Indien for herfra at begive sig til Tibet, men da den engelske regering ikke ønskede at give nogen adgang til Tibet fra Indien, benyttedes Leh som udgangspunkt. Heden brød i august 1906 op herfra med en karavane på 25 indfødte og 127 ponyer og muldyr, der undervejs, navnlig i 5—6.000 m høje pas, fornyedes med yakokser og får. Efter et halvt års forløb nåedes Shigatse ved Bramaputra, hvor Hedin modtoges med velvilje af den hellige Taschi Lama. Herfra gik rejsen igennem delvis ukendte, vilde bjergegne nord for Himalaya og Bramaputra, hvor Hedin i to år, ofte forklædt, oplevede mange eventyr og tit havde besværligheder med de tibetanske myndigheder. Som hovedresultat af denne rejse fastslog Hedin for den geografiske verden et nyt navn for bjergene nord for Bramaputra, nemlig Transhimalaya. Han berejste her to hidtil ukendte provinser i Tibet, berejste Indus kilder samt de øverste kilder for Sutlej og Bramaputra. Efter et besøg i Indien rejste Hedin fra Bombay hjem over Japan og Sibirien og ankom til Stockholm den 17. januar 1909, hvor han modtoges med store æresbevisninger.