Иоганна Рейнгольда тяготила жизнь сельского пастора и он охотно принял предложение правительства Екатерины II обследовать немецкие поселения на Волге и представить доклад о перспективах дальнейшего заселения этого края. Весной 1765 года Форстер-старший отправился в экспедицию в заволжские степи, взяв с собой 11-летнего сына. Помимо основной деятельности Иоганн Рейнгольд изучал флору и фауну, проводил метеорологические наблюдения, с помощью Георга собирал гербарий. Через 6 месяцев Форестеры возвратились в Петербург и, пока отец работал над отчётом о путешествии, сын 8 месяцев учился в немецкой школе – единственное учебное заведение в его жизни, – где изучал ещё и русский язык. Отчёт Иоганна Рейнгольда чиновникам не понравился, гонорар оказался оскорбительно мал (Форестер-старший от него отказался), в результате, отец и сын осенью 1766 года отправились в Англию.
В Лондоне первое время они жили продажей собранных коллекций и литературными трудами. В частности, 13-летний Георг сделал английский перевод одного из трудов М. В. Ломоносова. Летом 1767 года Форестер-старший получил должность преподавателя и смог перевезти в Англию жену и шестеро малолетних детей. Однако через два года его уволили и, несмотря на приобретённую известность в научных кругах, он вынужден был зарабатывать на жизнь переводами сочинений немецких, шведских и французских путешественников. При этом основную работу выполнял Георг, который ещё подрабатывал уроками немецкого и французского, а по ночам занимался самообразованием.
Летом 1772 года Иоганн Рейнгольд получил предложение принять участие во второй кругосветной экспедиции капитана Кука в качестве натуралиста с единовременным вознаграждением в 4 тысячи фунтов стерлингов, что в то время являлось очень крупной суммой. И вот 11 июля отец и сын Форстеры поднялись на борт «Резолюшн». На Форестера-старшего были возложены исследования не только флоры и фауны, но также касающиеся геологии, гидрологии, метеорологии, климата, движения небесных тел и этнографии. Георг должен был заниматься сбором ботанических коллекций и зарисовкой образцов растений и животных.
Вторая кругосветная экспедиция завершилась 30 июля 1775 года и явилась наиболее выдающимся событием в истории географических открытий второй половины XVIII века.
Большой вклад в пополнение научных знаний внесли оба Форстера. Зоологическая коллекция, привезённая Форстером-старшим, включала более ста неизвестных ранее видов птиц и рыб. Он издал несколько зоологических трудов и считается родоначальником новозеландской и антарктической орнитологии. Общее количество гербарных образцов, привезённых из экспедиции, составило несколько тысяч, было описано 75 новых родов и 364 новых вида растений. Георг, опираясь на ботанические