Il étudie la médecine à l'Université de Dorpat, puis exerce ensuite la médecine toute sa vie. Il est directeur d'un musée zoologique en 1822.

     Eschscholtz est surtout célèbre pour avec participé à deux voyages autour du globe, de 1815 à 1818, puis de 1823 à 1826. Il occupe le poste de médecin, mais réalise également des observations scientifiques. Il est l'un des premiers scientifiques à étudier le Pacifique, notamment l'Alaska et la Californie. Il faut citer, parmi ses publications, System der Akalephen (1829) et Zoologischer Atlas (1829-1833). Eschscholtz est le premier naturaliste qui décrit les entéropneustes, qu'il découvre dans les îles Marshall en 1825.