Er war Schüler des Geographen und Chinaforschers Ferdinand Freiherr von Richthofen. 1885-1891 führten ihn kürzere Reisen in den Kaukasus, nach Persien, Mesopotamien und Turkestan. 1893-1898 unternahm er mehrere Expeditionen nach Zentralasien, u. a. ins Pamir-Gebiet, ins Tarim-Becken, zum Lop-nor und nach Nord-Tibet. 1899-1902 erkundete er die Wüste Gobi. Er wurde 1902 geadelt. Hedin war der erste, der die Bergkette des Transhimalaja in Tibet erforschte und eine detaillierte Karte des Landes zeichnete. Aufgrund seiner prodeutschen Haltung während des Ersten Weltkriegs büßte er das Vertrauen der indischen, russischen und chinesischen Regierungen ein. Seine Sympathie für Deutschland übertrug er auch auf das Dritte Reich, das er vorbehaltlos verteidigte. Noch im Februar 1945, als die Welt schon die Verbrechen von Auschwitz kannte, wünschte er öffentlich, daß Deutschland den Zweiten Weltkrieg siegreich beenden möge. Er nutzte jedoch auch seine Verbindungen, um sich erfolgreich für die Begnadigung von 10 zum Tode Verurteilter sowie für die Freilassung oder das Überleben von in deutsche Konzentrationslager deportierter Juden einzusetzen. 1927-1933 leitete er eine chinesisch-schwedische Expedition nach Chinesisch-Turkestan und in die Wüste Gobi. Man bezeichnet Hedin als letzten großen Landreisenden der Entdeckungsgeschichte. Zu seinen Veröffentlichungen, wissenschaftlichen Werken und Reisebüchern gehören "Durch Asiens Wüsten" (2 Bd., 1889), "Im Herzen von Asien" (2 Bd., 1903), "Scientific results of a journey in Central Asia" (6 Bd. Text, 2 Bd. Atlas, 1904-1908), "Zu Land nach Indien" (2 Bd., 1910), "Transhimalaja" (3 Bd., 1909-1912), "Southern Tibet" (9 Bd. Text, 3 Bd. Atlas, 1917-1922), "Von Pol zu Pol" (1911/12), "Die Seidenstraße" (1936) und "Der wandernde See" (1937).