Działalność naukowa W 1855 roku zdecydował się na czteroletnią wyprawę badawczą do Azji Południowej i Południowo-Wschodniej. Jego celem było zbadanie roślinności tropikalnej. Podróż rozpoczął w Indiach, a następnie przez Cejlon, Tajwan, Japonię, Półwysep Koreański, Filipiny, Jawę i Nową Gwineę dotarł do Australii. W swoich badaniach skupił się na lasach tropikalnych, zbierając tysiące próbek różnych roślin i szczegółowo spisując botaniczne obserwacje. Latem 1889 roku powrócił do Niemiec i zajął się katalogowaniem zbiorów. Opisując zebrane próbki, odkrywał nowe rodzaje i gatunki roślin. Specjalizował się w paprotnikach i roślinach nasiennych. W 1891 roku rozpoczął pracę jako wykładowca na berlińskim uniwersytecie. Warburg zdawał sobie sprawę, że ze względu na swoje żydowskie pochodzenie nigdy nie zostanie przyjęty jako profesor na uniwersytet, dlatego już w 1896 roku zaangażował się w tworzenie Kolonialnej Komisji Gospodarczej w Berlinie, której został dyrektorem. W tej roli zajmował się promocją rolnictwa oraz wprowadzaniem nowych upraw roślin w koloniach niemieckich. Był zaangażowany w tworzenie plantacji kakaowców, kawowców i kauczukowców, a następnie rozwijaniem sprzedaży kakao, kawy i kauczuku. Napisał i opublikował monografie poświęcone tym plantacjom.