Среди хребтов Тянь-Шаня голубым глазом выглядит озеро Иссык-Куль. Семёнов увидел его воочию; на перевале перед спуском к озеру перед путешественником открылась цепь снежных вершин Тянь-Шаня. Экспедиция стартовала в середине 1856 г. В результате первых же маршрутов была исправлена географическая ошибка на карте: исток реки Чу был ошибочно показан из озера Иссык-Куль. «Мы были ослеплены неожиданным зрелищем. Прямо на юг от нас возвышался самый величественный из когда-либо виденных мной горных хребтов. Он весь, сверху донизу, состоял из снежных исполинов…» Так писал П. Семёнов о горах, которым местное население присвоило поэтическое название «Тенгри-Тага» — хребет духов. «Как раз посредине этих исполинов возвышалась одна, резко между ними отделяющаяся по своей колоссальной высоте, белоснежная остроконечная пирамида, которая казалась с высоты перевала превосходящей высоту отдельных вершин вдвое…» Хан-Тенгри означает в переводе с местного диалекта «Царь небесных духов». Китайское название горной системы Тянь-Шань — «небесные горы».
Именем исследователя названы горная вершина в Монголии (Пётр Петрович), несколько десятков видов растений, насекомых и несколько видов птиц. Среди таких растений особый сорт лука. Было это так. Участники экспедиции были поражены буйным разнообразием и красочностью горных лугов: лютиков, купальниц, гиацинтов. Попадались и поляны из золотых головок неизвестного европейцам растения. Это оказался лук, по-китайски, «цунь-линь». Именно поэтому вся эта часть Тянь-Шаня получила название «Луковые горы», а сам лук был назван именем учёного.