1769년 9월 14일 베를린에서 출생했다. 아버지는 프로이센의 귀족이었고, 어머니는 큰 재산가의 딸이었다. 알렉산더는 차남이고, 장남은 두 살 위인 빌헬름 폰 훔볼트(Wilhelm von Humboldt)다. 훔볼트는 베를린에서 식물학을 공부한 후 1780년에 형이 있는 괴팅겐 대학에 등록했다. 그곳에서 알렉산더는 포르스터(A. George Forster)와 만나게 된다. 훔볼트는 포르스터와 함께 1790년 3월부터 7월에 걸쳐 라인 강 하류에서 출발해 영국과 프랑스를 여행했다. 그 후 함부르크 상과대학에서 반년 동안 공부한 후 광산 감독관이 되기를 결심하고 세계 최고의 역사를 자랑하는 프라이베르크의 광과(鑛科)대학에 들어갔다. 1792년 프로이센 정부의 광산관리국에 자리를 얻은 훔볼트는 독일 각지의 광산을 방문해서 경영을 개선하거나 기술을 지도하는 일을 했다. 동시에 훔볼트는 지하 깊은 갱도에서 박물학적인 조사를 실시하기도 했다. 공직에서 물러나 과학적인 탐험 여행에 나서겠다는 꿈을 단념하지 않았다.

1799년부터 1804년까지 5년 2개월에 이르는 훔볼트의 열대 아메리카 여행은 당시 획기적인 시도였을 뿐만 아니라, 오늘날에도 사람들의 관심을 끌 수 있는 매력을 지니고 있었다. 다양한 종류의 측정기구를 휴대한 훔볼트는 여러 학문 분야의 관점이나 방법을 종합해서 열대의 자연을 내적으로 관련되어 있는 생기 넘치는 전체로서 관찰하려고 했다. 열대 아메리카 각지에서 훔볼트는 식물과 동물을 관찰하고, 천문 관측을 통해서 모든 지점의 지리적 위치를 확정하며, 지표의 경관이나 천체를 관찰함과 동시에 대기 상태나 지자기(地磁氣)에 관심을 나타냈다. 게다가 그는 열대 아메리카 스페인령 지역의 역사와 사회적 특성을 조사하고, 자연과 사회를 포괄한 종합적인 지지(地誌)를 묘사하기 위한 자료를 수집했다.

열대 아메리카 여행의 성과에 기초한 각종 보고서 중에서 『식물지리학 시론 및 열대지역의 자연도』는 『자연의 모습』과 함께 20세기 중엽에 이르기까지 대학의 지리학 교육에서 중요한 문헌이 되었다. 헤트너(A. Hettner)와 트롤(C. Troll) 등 20세기의 독일 지리학을 이끈 지도자들은 훔볼트의 이러한 저작에서 지리학의 정신을 찾았다.