Средства на экспедицию выделили Дерптский университет и министр финансов Е. Ф. Канкрин.

Это была первая ботаническая экспедиция, обследовавшая весь Алтай. До экспедиции Ледебура кое-что было известно из работ Палласа, Патрена и Шангина только о растительности западной части Алтая. Растительность Восточного и Центрального Алтая никто до экспедиции Ледебура ещё не изучал.

Ледебур проехал из Барнаула в Змеиногорск и затем путешествовал по Западному и Юго-Западному Алтаю. Он побывал в Риддере, Зыряновске, обследовал местность вдоль Иртыша, поднимался к истокам рек Убы, Чарыша и Ини. Потом побывал на Катуни в Уймоне, перевалил через хребет Б. Листвяга, дошёл до границ Китая.

Экспедиция работала более 9 месяцев. Результатом стала знаменитая "Flora Altaica", а также «Путешествие по Алтайским горам и джунгарской Киргизской степи» (издано на немецком языке в Берлине в 1829—1830).

Учёные дали научное описание местной флоры и фауны, став первооткрывателями многих растений (около 400 новых видов), которые и поныне носят их имена. Были собраны также уникальные минералогические и зоологические коллекции и этнографический материал о быте русских, алтайцев, казахов, киргизов. Немало было и археологических находок.