A terminat liceul tot la Iași. A absolvit mai întâi facultatea de drept de la Sorbona, în 1889, ca doi ani mai târziu să obțină și licența facultății de științe naturale, iar în 1896 doctoratul la aceeași universitate.
Este remarcat imediat de mediul științific de la Paris. La vârsta de numai 25 de ani este ales membru al Societății zoologice din Franța. Este recomandat (1897) să participe ca naturalist al Expediției antarctice belgiene (1897-1899) la bordul navei Belgica, condusă de Adrien de Gerlache. În timpul expediției din Antarctica Emil Racoviță a avut posibilitatea să studieze viața imenselor mamifere acvatice, dar și a pinguinilor. El a rămas în istoria științei ca descoperitor al balenei cu cioc. Cu prilejul escalelor făcute în Chile și pe țărmurile strâmtorii Magellan, efectuează cercetări complexe asupra florei și faunei. În apropierea Țării Palmer din Antarctica, expediționarii descoperă o strâmtoare care a primit numele navei „Belgica” și câteva insule (una numită de Racoviță insula Cobălcescu). Expediția mai înscrie pe harta încă incompletă a Antarcticii și insula Wiencke și Țara lui Danco, după numele celor doi membrii ai expediției care au pierit în această călătorie. În perioada când „Belgica” a fost prizoniera ghețurilor (martie 1898 – februarie 1899) naturalistul expediției, împreună cu ceilalți oameni de știință, au înteprins numeroase observații și cercetări științifice. Savantul român a înteprins un studiu aprofundat asupra vieții balenelor, pinguinilor și altor păsări antarctice, care i-a adus o reputație bine meritată.
În 1901 este numit director-adjunct al Laboratorului Oceanologic „Arago”Banyuls-sur-Mer. În 1907, va publica „Essai sur les problemes biospeologiques”, prima lucrare importantă dedicată biospeologiei din lume. După aceea, va iniția un program internațional de cercetare numit „Biospeologica” care să studieze fauna peșterilor, la început ca o activitate privată, dar în 1920, înființează la Cluj primul Institut Speologic din lume.
