Отчёт об экспедиции объёмом 610 страниц стал основой книги «Земледельческий Афганистан», написанной им совместно с Д. Д. Букиничем.
За экспедицию в Афганистан Географическое общество СССР присудило Николаю Вавилову золотую медаль имени Н. М. Пржевальского – «за географический подвиг». В 1925 году последовали экспедиции в Хивинский оазис и другие сельскохозяйственные районы Узбекистана. В последующие годы Н. И. Вавилов совершил экспедицию по странам Средиземноморья. Исследовательские работы им были проведены в Алжире, Тунисе, Марокко, Ливане, Сирии, Палестине, Трансиордании, Греции, Италии, Сицилии, Сардинии, Крите, Кипре, южной части Франции, Испании, Португалии, затем во Французском Сомали, Абиссинии и Эритрее. На обратном пути учёный ознакомился с земледелием в горных районах Вюртемберга (Германия). Караванные и пешие маршруты в этой экспедиции составили около 2 тысяч км. Собранный семенной материал, исчислялся тысячами образцов.
Ещё в середине 1920-х годов Н. В. Вавилов сформулировал представления о географических центрах происхождения культурных растений, а в 1926 году он опубликовал труд: «Центры происхождения культурных растений», за который ему была присуждена Премия имени В. И. Ленина. Теоретический труд учёного дал научную основу для целенаправленных поисков полезных растений, был использован в практических целях.
В 1927 году Н. В. Вавилов выступил на V Международном генетическом конгрессе в Берлине с докладом «О мировых географических центрах генов культурных растений», на конференции экспертов по сельскому хозяйству в Международном аграрном институте в Риме – с докладом «Географические опыты по изучению изменчивости культурных растений в СССР». Конференция приняла решение присудить Николаю Ивановичу Золотую медаль за его работы по географическим посевам и постановила ввести географические посевы по системе Вавилова в мировом масштабе.
Как отмечает историк В. Д. Есаков: «Длительное отсутствие научного руководителя, вызванное проведением экспедиции в страны Средиземноморья, в которой Вавилов пробыл с июня 1926 по август 1927 года, привело к критике избранных исследовательских направлений, к упрёкам в отрыве от практики…». В результате, Н. И. Вавилов ставит вопрос об отходе от руководства институтом, считая, что