徐松当年的戌所惠远城，如今早已湮没在北浸的伊犁河道中。从这座乾隆年间兴建的老城南门宣闿门内西行，南墙下的第三舍被安排为他的戌所。这个地点断送了徐松作官的前程，却成就了一个经世学派地理学家的诞生。

时任伊犁将军松筠，是一个有远见的封疆大吏，认识到文治对于巩固边陲的意义，曾利用在戍伊犁的文职遣员进行志书的编纂，于是一部名为《西陲总统事略》的志书经汪廷楷、祁韵土两人之手完成。他还想继续修订，徐松的到来帮助他了却了这一心愿。这部经过徐松第三次编定的通志，得到新继位的道光帝意外的青睐，于1821年（道光元年）赐名《新疆识略》，并亲自撰序，付武英殿刊行。在这里，“新疆”作为一个省级行政区的专有地名，首次被清朝启用。

嘉庆二十四年（1819年）赦还。官至礼部郎中。新疆归来，徐松除短暂的离京出外做官外，便几乎居京治学，在这群学者当中，他可以说在京时间最长，而且因亲历边疆实地考察，成就边疆著述，又积极召集志同道合者探讨边疆问题，营造了一个良好的研治边疆学问的氛围，聚集同好，而奠定了他的“核心”地位。道光二十八年（1848年）卒。

在京师辑有《宋会要辑稿》500卷、《河南志》、《中兴礼书》，又撰写《唐两京城坊考》、《登科记考》。

嘉庆二十年（1815年），越天山穆素尔岭（今称木扎尔特达坂），游阿克苏、吐鲁番、乌鲁木齐，撰写《新疆赋》。

嘉庆二十四年（1819年）写出了著名的地理学专著《西域水道记》12卷，附有水道图，对研究新疆及其附近地区历史地理情况极富参考价值。又撰《新疆事略》，于城垣建置、关隘险要、满汉驻防、钱粮兵籍，言之甚详，后世赞为“千古未有之书”。

嘉庆二十五年（1821年），编定《新疆识略》。所著《〈汉书·地理志〉集释》、《〈汉书·西域传〉补注》、《新疆赋》等，均为学者所推重。其他著述尚有：《唐两京城坊考》、《登科记考》、《宋元马政考》等。后人集其遗文为《徐星伯先生小集》。

《新疆识略》的意义，对于流放中的徐松而言，是使他有机会开始了在梦中的土地上行程万里的考察，并最终以西域研究的系列著作圆满了自己的梦。而成就徐松西北历史地理学开创者荣誉的，正是道光以来被称为“大兴徐氏三种”或“西域三种”的《西域水道记》、《汉书西域传补注》和《新疆赋》，其中尤以《西域水道记》最为著名。

徐松的西域系列被后世所看重的突出特点，是他因为编纂《新疆识略》而得到伊犁将军的支持，得以对天山南北进行了大量的实地调查。在七年的流放生涯中，徐松“于南北两路壮游殆遍，每所之适，携开方小册，置指南针，记其山川曲折，下马录之。至邮舍则进，仆夫、驿卒、台弁、通事，一一与之讲求。积之既久，绘为全图。乃遍稽旧史、方略及案牍之关地理者，笔之为记。”(龙万育《西域水道记》序)正是这种读万卷书与行万里路的态度与方法，使其著作具有了可以征信的品质。

在《西域水道记》中，他创造性地根据内陆河流归宗于湖泊的现象，而将西域水道归结为11个水系，并在体例上模仿《水经注》的写作方式，自为注记。其所包括的范围，是乾隆《皇舆西域图志》所载嘉峪关以西、天山南北，直至巴尔喀什湖以东以南的广大地区。

在详细记载各条河流情况的同时，对于其流经地区的建置沿革、重要史实、典章制度、民族变迁、城邑村庄、卡伦军台、厂矿牧场、屯田游牧、日晷经纬、名胜古迹等，都有丰富的考证，正如王先谦称道《水经注》所说的那样，“因水以证地，而即地以存古”。

在敦煌的历史沿革和地理风貌、莫高窟碑刻与洞窟的考证与论述上，徐松也著先鞭。在西域历史地理方面，如龟兹千佛洞的揭示、北庭都护府的定位、汉唐西陲石刻的研究等，徐松无疑都是杰出的开创者。尤其是关于乾嘉时期新疆开发的史实，书中也有详细的描述。

《新疆赋》以葱岭大夫、乌孙使者相互问答，分咏天山南北地理之形势，乾隆平定西域之武功。历来治《汉书》者，对《西域传》中史实、地名多所阙疑，或者解析歧错。徐松以周历天山南北，并有编纂西域通志的重任，遂首先考订《西域传》中古代地名之沿革，以今证古，成《汉书西域传补注》二卷。其书注重地理沿革之考订，与《新疆赋》综述清代统一与开发史实的纵横交错，成为《西域水道记》的先声。

徐松在1820年（嘉庆二十五年）回到京师，此后将近30年的时间，他成为领袖群伦的学坛宗师，以他为中心，出现了西北舆地和蒙元史研究的集体，共同完成了乾嘉学术朝经世致用方向的转型。在徐松五十六岁的时候，曾请人画《梦游图》记录他十三岁梦到伊犁而终又流放伊犁的因缘。其实，一直到他六十八岁生命的终结，在他不断夹签修改的《西域水道记》字里行间，都印证着他毕生圆满西域梦想的历程。

乾嘉时期热衷于西北边疆的学人几乎都和徐松“交往甚密”，从而形成了以他为核心的“京师西北学人群”。龚自珍、魏源、俞正燮、张穆、沈垚、何绍基等人与徐松都有密切往来，经常在一起切磋西北史地以及天文、历算诸学。

徐松“所居在顺治门（宣武门）大街，厅事前古槐一株，夭矫天际。颜之曰荫绿轩（《西域水道记》即在这里精心完成），书斋处曰治朴学斋。朝野名流，相见恨晚”，徐松也常在陶然亭宴请同好，沈垚记载：“天气晴和，微风散馥，酒酣以往，书扇作画，哦诗联句，读曲蹋歌，极其兴之所至，可谓乐矣，夕阳将堕，客犹未数，沈先归，步出亭，清风扼于疏木，恍若鸾风之音自天而降，不觉胸中郁滞，一时消融顿尽，而心之灵明，又以虚而将有所受：夫乃叹胜地良辰、友朋会集之不可少也”。

何绍基是著名的书法家，与这群热爱西比史地的学人有着密切的交往，其诗词对此也多描述，“星伯徐丈人，名重天禄阁。洎为绝塞行，专究舆地学。李（申耆）张（石州）与魏（默深）沈（子敦），同时考疆索。……当时谈艺欢，我曾闻其略。觥觥盛名儒，冉冉归夜壑。大息抚遗笺，时艰竟安托！”并以诗记叙：“酒光烛影方熊熊，议论飙发开我蒙。忽然四座寂无语，天倪道味相冲融。纸窗夜半明华月，开门飞满一天雪”。

龚自珍有诗相赠徐松，“夹袋搜罗海内空，人材毕竟恃宗工；笥河（朱筠）寂寂谭豀（翁方纲）死，此席今时定属公。”所以缪荃孙说“先生学识宏通，撰著精博，负重望者三十年”。

回顾晚清西北学人之间的学术交往和师承影响，可以说前期最为核心的成员应该数徐松，偏后期应该为张穆、何秋涛。“徐氏的《西域水道记》和张穆的《蒙古游牧记》，几乎是学术界“双星”，开风气之先，把人们的注意力从乾、嘉的琐节考据，引向祖国的西北史地和少数民族。这是学术通向经世致用，通向救危图存的一条新路”，而且他们之间砥砺学问主要是在北京开展的。