鸟居龙藏在学术上的成就，表现于将考古学与人类学相结合﹔除了在日本国内从事考古工作外，还在西伯利亚东部、千岛群岛、库页岛﹑朝鲜及中国的内蒙古﹑东北三省﹑云贵高原﹑台湾岛等地进行调查发掘﹐研究东亚各民族﹑特别是少数民族的古代历史和文化。
鸟居龙藏这次沿湘黔滇古驿道之行，主要是为了了解台湾高山族和中国西南地区的苗族的关系，促使鸟居龙藏深入中国西南进行调查的原因是在此之前他在台湾做的人类学调查。1896年，他在第一次到台湾做调查时，接触了居住在西北部山区的台湾少数民族“黥面番”(即泰雅人)。他在参考西方学者对台湾民族研究的书籍中发现，法国东方语言学家拉古佩里于1887年编撰的《台湾笔记》记载，泰雅人的语言、风俗不仅与菲律宾、马来群岛、波利尼西亚的人们相类似，还与中国大陆的一些少数民族(如苗族)的语言、风俗相类似。于是，他觉得有到中国西南做调查的必要。
当时有两条水路可通贵州，一条是经洞庭湖溯沅江而上可达贵州镇远，再走驿道往云南和四川；另一条是溯长江上，到重庆再南行贵州。鸟居获悉有湖南“麻阳船”经常往来汉口和镇远之间，选定走前一条路线，想看看洞庭湖畔苗族先民“三苗”所生活过的环境，是否还留下些什么遗迹或遗物。
鸟居龙藏在沅江上
1902年7月至1903年3月，鸟居龙藏受日本东京帝国大学的派遣，在中国翻译的陪同下，进行了他的中国西南民族调查之旅。他从武汉经湖南，从洞庭湖溯沅江而上，首先到了洪江。很可惜的是，在这里他没有往北到腊尓山苗疆考察，而是继续溯沅江而上到镇远，否则可能会留下许多很有价值的腊尓山苗疆清末的照片。
1902年的湖南、贵州边境最大物资集散地洪江 鸟居龙藏摄
那时的驿道，只不过是铺上石块的崎岖小道，山高路险，不通车辆。长途旅行，只能是徒步或骑马、或坐山轿（俗称滑杆）。物资运输，全靠人工担抬或马驮。驿站之间相距30公里左右，途中少有人家居住，旅行中的食宿希望完全寄托于驿站。
险要之地虽设有关卡防守，那也是随着时局的变化时存时亡，强人出没在所难免。所以马帮之行、官宦上路，总有保镖一类护送。鸟居龙藏踏上西南之路，正处于八国联军镇压义和团运动之后，他所面临的形势就严峻了。于是在他的行装里有西服、长袍马褂加假辫、僧侣服三种，随情形而换装。
改装后的鸟居龙藏
鸟居龙藏一行沿沅水而上抵达洪江，然后去到贵州镇远，经贵州、云南又北上到达四川，进而东下长江。此行重点是在贵州、云南、四川进行的134天的调查。这段路程大约2000多公里，在云贵高原的崎岖山路上，他主要靠骑马、坐轿前行。鸟居龙藏对中国西南少数民族的综合调查，主要涉及贵州的苗族、布依族，云南、四川的彝族，调查内容主要有当地居民的体质、语言、服饰、居住情况、习俗、社会组织、文化等。
鸟居龙藏的调查路线图
鸟居龙藏对贵州贵定（附近分水岭）、定番、重安、贵阳、青岩、安顺（旧寨、青苗洞）、施平、关岭、坡贡、八番、郎岱、盘江上游毛公驿，云南平彝、广南、开化、弥勒、武定、昆明、十八塞，四川宁远府、越嶲等地进行了重点考察，其中对青岩、安顺的花苗、仲家（布依族）考察尤详。
1902年11月2日，鸟居龙藏抵达安顺府城，第二天就到数里外的旧寨调查，看到并记载了“花苗”蜡缬法加工布料和蜡绘的过程。11月6日，他从关索岭往坡贡的途中，路经“仲家”村寨，看到并记载了仲家“蜡缬制造法”的全过程。
鸟居龙藏先后发表研究中国西南民族文化的论文有27篇，还有3本著作的13个章节论述中国西南民族的历史文化，其中《苗族调查报告》和《从人类学上看中国西南》可谓人类学史上的经典之作。
1906年，鸟居龙藏撰写30万字的《苗族调查报告》，次年由株式会社东京筑地活版制造所出版。该书分为9章：关于苗族之文献、苗族之名称区别及其地理的分布与神话、苗族之体质、苗族之语言、苗族之土俗及土司、苗族之花纹、苗族之笙、苗族之铜鼓、结论。1936年4月，《苗族调查报告》一书被翻译成中文并由上海商务印书馆出版。书后附鸟居龙藏实地拍摄的苗族各支系及布依族男女人物、村落环境及铜鼓的图片共45图，每图附有A、B两张不同角度的照片。从该书内容可知，鸟居龙藏西南调查的内容是广义人类学考察关注的问题：一是对诸民族体质的观察和测定；二是对语言文化的调查；三是考古，对历史遗迹进行的调查。
最重要的是，鸟居龙藏这一行注意到了“苗族”这一概念当时的混乱性，并提了出来，将苗族区分为“广义的苗族”和“狭义的苗族”这两个不同的范畴，为形成“苗族”这一现代民族奠定了基础。
在《苗族调查报告》一书中，鸟居氏显然一开始注意到了当时的“苗族”这一称谓内涵的混乱性。他认为所谓苗族为何?亦为急需决定之问题。他在报告中根据陈浩《黔苗图说》及《安顺府志》的记载，认为贵州省内的“苗蛮”有八十二种之多，“而其中纯粹苗族则不过数种而已。其他均非纯粹之苗也。‘苗’以外之种类如宋家、蔡家、龙家、僰人、蛮人、杨保、土人、猺、水、狑、狪、猺、獞等，皆在广泛之名称下，称之为苗族。然自纯苗而言，则不能不称之为别种，此不特苗族自身谓然，即汉族亦莫不谓然也。据余实地调查之所得，纯粹之‘苗’，大都下列五种族构成:1、红苗，著红色衣服;2,青苗，著青色衣服;3、白苗，著白色衣服;4、黑苗，著黑色衣服；5、花苗，著蜡染及绣花之衣服”。
鸟居龙藏接着在同一章中具体列出了载于汉文献的“八十二种苗”的名称及其习俗，指出这些“苗”只不过是“种种蛮族之集体”，而纯粹之“纯苗”应当只限定在“青苗”、“红苗”、“黑苗”、“白苗”、“花苗”以及“仲家”这几个支系。进而，鸟居龙藏在同书中根据《贵州通志》等文献的记载，对于上述五种“纯苗”的分布范围作了以下界定:
“红苗之地理分布，为比连湖南之贵州省东部，其中心地为铜仁附近。白苗及青苗之地理分布，为贵州之中部。黑苗一名“生苗”，其地理分布，以黎平都匀二府为中心，而延至贵州省之东南部。花苗之地理分布，以贵阳附近为起点，西经安顺而至云南东部，北达武定，延至金沙江畔，南至珠江上游临安附近，再南下法领东京之北部，则花苗之分布区域可谓最广。”
鸟居龙藏的《苗族调查报告》和同时期中国文人们在论及“民族”这一概念的混乱状况形成了鲜明的对照。而就“苗族”而言，在这之前，中国的文人们，如邹容、陈天华、梁启超、章炳麟、康有为等人，基本上都是将其作为整个中国南方以至于东南亚印度支那半岛一带的非汉系族群的总称来展开议论的。因此，鸟居氏将苗族区分为“广义的苗族”和“狭义的苗族”这两个不同的范畴，顾及到了当时中国流行的传统的观点，另一方面，他的有关“狭义的苗族”的区分和观点，将“苗族”从过去的“百苗”中分离出来，可以说是在中国最初进行的一次“民族识别”，从而奠定了现今苗族作为近代民族的基本雏形。