Александр Фёдорович Миддендорф родился в1814 г. в Лифляндии. В 1837 г. окончил медицинский факультет Дерптского университета со степенью доктора медицины. Два года работал в Австрии и Германии, где специализировался в области зоологии, этнографии, антропологии. Изучал естествознание в Берлине, Бреславле, Вене. С 1839 - адъюнкт по зоологии, с 1841 - экстраординарный профессор Киевского университета. В 1840 Миддендорф участвует в экспедиции Бэра по Белому морю и Лапландии, изучает птиц, моллюсков и геологию, собирает материалы по орнитологии, малакологии и геологии Лапландии, причем он оказался не только хорошим врачом, но и страстным охотником, прекрасным стрелком, неутомимым пешеходом, бывалым моряком и умелым плотником. Вот как вспоминает Бэр в своей автобиографии о "боевом крещении" будущего исследователя Сибири: "Миддендорф прошел из Колы через Лапландию до Кандалакшской губы, двигаясь то пешком, то в лодке. Он нашел, что существующие у нас карты этого района являются совершенно неправильными и что течение реки Колы показано на них совершенно неверно..." В 1842 году Академия наук по рекомендации К. М. Бэра поручила Миддендорфу организовать экспедицию в Северную и Восточную Сибирь. В период подготовки экспедиции Миддендорф составил карту Таймыра, используя работы С. И. Челюскина и X. П. Лаптева. 14 ноября 1842 года после нескольких месяцев напряженного труда по подготовке экспедиции Миддендорф и два его спутника, датчанин Брандт (лесничий) и эстонец Фурман (слуга и препаратор), выехали из Петербурга. По 1845 г Миддендорф - начальник Сибирской экспедиции Императорской Академии Наук на Таймыре. 

В период экспедиции в Северную Сибирь и на Дальний Восток в 1842—1845 открыл плато Путорана, стал первым исследователем полуострова Таймыр, Северо-Сибирской низменности, Амурско-Зейской равнины, Станового хребта, нижней части бассейна Амура, южного побережья Охотского моря, Удско-Тугурского Приохотья, Шантарских островов. Отчёт Миддендорфа об экспедиции был для своего времени наиболее полным естественно-историческим описанием Сибири. В числе научных достижений Александра Миддендорфа первое этнографическое описание ряда сибирских народов, в том числе якутов, и первая научная характеристика климата Сибири, определение южной границы распространения многолетней («вечной») мерзлоты, определение зональности растительности, формулировка, так называемого, «закона Миддендорфа», объясняющего причины извилистости северной границы лесов. По тракту через Енисейск, Красноярск, Иркутск прибыл в Якутск 18 февраля 1844 года, где до конца зимы занимался геотермическими наблюдениями в Шергинской шахте, заложив тем самым основы мерзлотоведения, записал вариант олонхо «Эриэдэл Бэргэн» (якутский эпос). Его экспедиция проживала в Якутске по ул. Преображенской во флигеле подворья купчихи А.И. Громовой. Ученый готовился к походу к берегам Охотского моря до Шантар включительно. Предполагалось, что плавание по Охотскому морю вдоль побережья и к Шантарским островам он совершит на морском вельботе, который ему должны были предоставить в Охотске. Находясь в Якутске, Миддендорф запросил о вельботе Охотск, но получил "решительный отказ". Тогда он решил изменить направление маршрута и выйти к Охотску не по торной северной тропе, а южнее, к полузаброшенному Удскому острогу. Весной 1844 пришлось везти из Якутска и снаряжение, и продукты питания на вьюках через тайгу и перевалы, как это делали охочие люди. Кроме постоянных спутников - Брандта, Ваганова и Фурмана - он включил в отряд нескольких казаков из Якутска и двух якутов. Якуты, бывалые люди, должны были помочь соорудить байдару. До слободы Амгинской (от Якутска до Амги - 180 километров) снаряжение доставить было нетрудно. Его везли на санках, запряженных быками. Здесь Миддендорф путем закладки шурфов произвел наблюдение над "всегда мерзлыми" слоями земли. Но от Амги к востоку вели лишь верховые тропы. Для каравана Миддендорфа потребовалось 72 лошади. В Амге часть участников похода готовила вьюки, другие копали землю, вели наблюдение за погодой. Ваганов с помощью мензулы снял превосходный план Амги и ближайших ее окрестностей. Из Амги караван тронулся 11 апреля 1844 года. Людей на пути встречалось мало. В основном это были якуты и тунгусы (эвенки). Миддендорф расспрашивал их о промысловых животных, об охоте, о таежных тропах. Интересно описание Миддендорфом одной из "причуд" суровой природы Восточной Якутии - "ледяной долины" Селенды. 

Истоки реки Селенды выступают на поверхность из-под обрывистой скалы, являясь подземным стоком озера Маркюэль. Из-под скалы вытекает до полусотни ручьев (кроме главного потока), и все они сливаются в одно русло, именуемое Селендой. Воды Селенды окружены причудливыми скалами из красного песчаника. Ледяная долина Селенды показалась Миддендорфу столь необычайно-живописной, что он позволил "уклониться от строго ученого исследования" и набросал "фантастический рисунок". Рисунок этот он отдал встреченному на Учуре якуту для пересылки из Якутска в Петербург. К сожалению, рисунок в пути затерялся. Следуя по течению Селенды, путешественник убедился, что река протекает уже не в цветных песчаниках, а по ледяной долине. Русло реки пролегало в сплошном слоистом льду. Прямо из ледяного поля росли большие хвойные деревья. Рисунок этого места, сделанный, видимо, Брандтом, сохранился. На нем отчетливо видно, что вся долина заполнена льдом. Подобное явление, называемое в Сибири "закипанием", характерно для сибирских таежных мест. 1 июня 1844 года отряд Миддендорфа перевалил Становой хребет и через восемь дней подошел к острожку на реке Удь. Здесь путешественники построили байдару - деревянный остов обтянули кожей и приладили шесть пар весел. На строительство ушло 12 дней. Затем путешественники спустились на байдаре по реке Удь к морю. Но сразу выйти в море им не удалось - близ устья реки Охотское море оказалось (в июле) забито льдами. В ожидании "погоды" путешественники занялись сбором зоологических коллекций. Особое внимание Миддендорфа привлекло образование гигантских завалов плавника, наслоений песка, камней, глины, в толще которых застряли целые туши морских животных - китов и тюленей. На Охотском побережье Миддендорф смог понять, каким образом "была погребена" туша мамонта, которую ему удалось найти на Таймыре. Благодаря его наблюдениям существенно пополнились и сведения о климате Приохотья. В академических материалах, связанных с организацией экспедиции, особо указывалось на важность собирания сведений о климатических особенностях побережья Охотского моря, так как таких сведений в то время не было. Льды на Охотском море в тот летний месяц то придвигались к самому побережью, то отходили в море, и тогда землепроходцы пытались пройти к Шантарам. Один раз они чуть не погибли - льды едва не раздавили их кожаное суденышко. "Урок был грозно поучителен", - вспоминал об этом Миддендорф. Лишь 4 августа путешественники смогли добраться до острова Большой Шантар, где пробыли целую неделю. Миддендорф достиг предельного пункта своего путешествия - Охотского побережья и Шантарских островов. Отсюда он должен был пуститься в обратный путь через Якутск в столицу. Но Миддендорф поступил иначе. Все собранные им коллекции - геологические и зоологические, гербарии, путевые записи - он отправил в Якутск с Брандтом, Фурманом и двумя якутами для дальнейшей пересылки в Академию наук в Петербург. Сам же с "неразлучным своим спутником" геодезистом Вагановым избрал для возвращения на запад иной, неизведанный путь. Миддендорф и Ваганов смастерили маленький ботик из ивовых прутьев и запасной воловьей кожи. Ученый называл это крохотное суденышко "ореховой скорлупой". В этой "скорлупе" они и отправились по Охотскому морю. Путешественники плыли вдоль берега, к югу, делая мензульные и глазомерные съемки, собирая коллекции. Высаживаясь на берег, они уходили в глубь тайги, охотились, пополняя свои зоологические сборы. 1 сентября 1844 года Миддендорф и Ваганов находились близ устья Тугура. Путешественники общались с эвенками, якутами, гиляками (нивхами). НаТугуре землепроходцев поджидали эвенки-оленеводы. Вместе с ними они и выступили в зимний поход на запад. Путешественники ехали верхом на оленях. 

Маршрут оленного каравана шел поТугуру, Немилену, Керби через Буреинский хребет в долину Бурей. Отсюда по ее притоку Нимани и далее по Кебели Миддендорф и Ваганов добрались до урочища Инкань - места традиционной ярмарки жителей окружающих областей. С севера сюда приезжали якуты и эвенки, с юга - дауры. В Инкане путешественников ждали "подставные олени". От Инканского урочища в течение трех недель они шли до Зеи. 12 января 1845 года караван спустился на "полотно самого Амура". Сибирское путешествие Миддендорфа длилось 841 день. За это время он и его спутники прошли на лошадях, на собаках, на оленях (в упряжке и верхом), на лодках и пешком около 30 000 километров. И это по труднодоступным тундрам Таймыра, по таежно-горным местам Якутии, Приохотья и Приамурья. Секретарь Академии наук П. Н. Фус, оценивая успех Сибирской экспедиции, сказал, что Миддендорф возвратился из Сибири в столицу "в ореоле славы". Российская Академия наук дала блестящую оценку научным исследованиям Миддендорфа: "Одна собственная ученая добыча, которою мы обязаны чрезвычайной деятельности, осмотрительности и обширным познаниям путешественника, сопровождаемого столь малым числом спутников, так значительна, что по убеждению Академии наук, ни одна из всех арктических экспедиций, снаряженных Англией и Россией, и стоивших нередко весьма значительных издержек, не принесла столько пользы науке, как экспедиция Миддендорфа". Материалы его исследований внесли невиданное оживление в научную жизнь Петербурга. В 1850 Миддендорф получает звание ординарного академика, в 1855 - секретарь Российской Академии Наук. В 1857 г выехал из Петербурга и занялся хозяйством в лифляндских имениях. В 1860 г опубликовал результаты путешествий по Сибири, а также описание Барабинской степи. В 1870 г во время путешествия по Белому морю и на Новую Землю, произвел важные наблюдения относительно Гольфстрима к востоку от Нордкапа, открыл Нордкапское течение в Баренцевом море. В 1870 исследовал Барабинскую степь, в 1878 — Ферганскую долину. Миддендорф принимал деятельное участие в «Трудах Императорского вольного экономического общества» и состоял президентом ВЭО с 1859 по 1860, когда по болезни был вынужден отказаться от этого звания. 

Миддендорф был вице-президентом Русского географического общества, занимался сельским хозяйством, принимал большое участие в устройстве сельскохозяйственных выставок. Он интересовался заменой в Прибалтийском крае местного мало молочного скота более выгодной породой. Из многих изученных им практически пород европейского скота Миддендорф остановился на породе голштинской и на скрещивании её с местным скотом. Министерство государственных имуществ поставило Миддендорфа во главе особой экспедиции в 1883 г, задачей которой было исследовать современное состояние скотоводства в России. Миддендорф на второй год экспедиции тяжко заболел и не мог более продолжать своей деятельности. Из практической деятельности Миддендорфа в сельском хозяйстве можно указать ещё на то, что он, кроме благоустройства двух своих обширных имений близ Юрьева (современный Тарту) и Пернова (современный Пярну), много лет состоял во главе обширного хозяйства в известной Карловке Полтавской губернии, принадлежавшего великой княгине Елене Павловне. Не менее известен Миддендорф как ипполог, почему ещё в 1850-х гг. ему было поручено ближе познакомить с коневодством как кавалеристов, так и артиллеристов. Он принимал участие в устройстве русских государственных конных заводов. В «Журнале коннозаводства» Миддендорфу принадлежат статьи по коневодству: «По вопросу об определении чистопородности орловской лошади» (1865), «О подборе производителей» (1866) и многие другие. В 1869 он пытался привлечь внимание российского правительства к возможным выгодам от одомашнивания и разведения лосей. Расстроенное во время сибирской экспедиции здоровье заставило Миддендорфа последние десять лет жизни провести в Эстонии в своем имении Хелленурме (ныне уезд Валгамаа). Скончался Александр Фёдорович в конце января 1894 года. 

По желанию Миддендорфа на его могиле был поставлен необработанный камень с надписью «Dr. Alexander von Middendorf» с датами рождения и смерти. Кладбище и могила сохранились до сих пор.