Od początku lat 60. XIX w. prowadził obserwacje botaniczne w Beskidach i na Pogórzu Śląskim. W tym czasie jako pierwszy zanotował występowanie na Śląsku Cieszyńskim cymbalarii bluszczykowatej (Cymbalaria muralis G. Gaertn. et al.) oraz rosiczki długolistnej (Drosera anglica Huds.) (Vorarbeiten zur Flora von Teschen und Bielitz, Ver. zool.-bot. Ges., Wien 1862).
Co najmniej od 1872 r. Kolbenheyer prowadził również szeroko pojęte obserwacje przyrodnicze w Tatrach i na Podtatrzu. Zajmował się barometrycznymi i trygonometrycznymi pomiarami wysokości, obserwacjami meteorologicznymi, pomiarami temperatury źródeł, stawów i jaskiń, obserwacjami botanicznymi i geobotanicznymi itd. To on wyznaczył m.in. wysokość najwyższego szczytu w Tatrach, Gerlacha, na 2662,6 m n.p.m. i dopiero dokładne pomiary XX w. zmniejszyły tę wartość do 2655 m n.p.m. Wyniki tych obserwacji publikował w prasie (m.in. w wydawanym w Lewoczy „Zipser Bote” i wrocławskiej „Schlesische Zeitung”) oraz innych wydawnictwach, m.in. w rocznikach Węgierskiego Towarzystwa Karpackiegonp. "Die klimatischen Verhältnisse der Zentral-Karpathen und ihrer Umgebung", w: "Jahrbuch des Ungarischen Karpathen-Vereines. XVII Jahrgang, Igló 1890, s. 30-66. Od 1874 r.