Также большое значение имели региональные геологические исследования в низовьях р. Волги (1884, 1885, 1894 гг.) и на Южном Урале (1877 г.). В низовьях р. Волги им были составлены по поручению Геологического комитета листы 95, 96 и 114 «Общей геологической карты России» (в масштабе 10 верст в дюйме). При геологическом картировании этих листов И. В. Мушкетовым большое внимание уделялось изучению подземных вод и летучих песков. Составленная им в 1877 г. геологическая карта Златоустовского округа Южного Урала спустя 10 лет была безо всяких изменений использована А. П. Карпинским и Ф. Н. Чернышевым при составлении листа 139 «Общей геологической карты России». Особенностью региональных геологических работ И. В. Мушкетова на Южном Урале является их прогнозно-металлогеническая направленность. На примере этого региона он показал, что с определенными типами горных пород (формаций) связаны и определенные полезные ископаемые.
Особое место в научном наследии И. В. Мушкетова занимает курс «Физической геологии». Это, по оценке Д. В. Наливкина, «поразительное, выдающееся произведение, которое можно поставить наравне с первым томом „Туркестана". Он, по существу, был отражением всей научной жизни Ивана Васильевича, всех его идей и стремлений. . .».{3}
Рассматривая общие вопросы строения Земли в курсе «Физическая геология», И. В. Мушкетов примыкал к группе исследователей (Лазо, Добрэ и др.), допускающих, что Земля состоит из твердой коры, твердого ядра и промежуточного между ними магматического пояса, сложенного преимущественно основными силикатами группы оливина. И. В. Мушкетов рассматривал Землю как тело, отчасти остывшее и поэтому частично испытавшее сжатие. Основные его представления о развитии Земли сводились к следующему.