Déchy Mór földrajz iránti érdeklődése hamar kibontakozott. Még gimnáziumi tanulmányait végezte, mikor először járt az Alpokban. Húsz esztendősen már a Mont Blanc 4807 méteres csúcsát is meghódította. 23 évesen mászta meg a Magas-Tátra egyik legszebb csúcsát, a 2565 méter magas Tátra-csúcsot. Az Alpok, a Pireneusok és a Spitzbergák csúcsain szerzett hegymászó tapasztalat későbbi elengedhetetlen eszköze lett a Kaukázus kutatásának, melynek feltárása és a világgal való megismertetésére szentelte életét.
   Az első kaukázusi expedíciója 1884 nyarán indult, s még hat követte 1902-ig. Útjai során kimagasló hegymászó eredményeket ért el, hiszen első magyarként megmászta a Kaukázus legmagasabb csúcsait. Az Elbrusz főcsúcsának meghódításáról - melyre másodikként sikerült feljutnia - így ír:

"Most íme elértem célomat... Hazám színeit ott lobogtatta a szél a Kaukázus legmagasabb ormain."

   Déchy Mór természettudományos kutatásokat is végzett. Figyelme kezdetben a Kaukázus központi területeire irányult, majd később kiterjesztette a hegység keleti részére egészen a Kaszpi-tengerig, illetve nyugatra a Fekete-tengerig. Saját tudását azonban nem értékelte túl Déchy, hiszen más tudományágak jeles képviselőit is magával vitte expedícióira. A kor neves tudósai közül Lojka Hugó és Holló László botanikusok, illetve Schafarzik Ferenc, Papp Károly és Laczkó Dezső geológusok kísérték el egy-egy útjára, akik szintén hozzájárultak a hegység alaposabb megismeréséhez.
   Tudományos kutatásaik eredményét Kaukázus című munkájában foglalta össze, mely a hegység glaciológiájáról, vízrajzáról, felszíni formáiról ad ismertetést. A kötetet művészi színvonalú fotói díszítik. A területről készült első megbízható topográfiai térkép szintén Déchy Mór munkájának gyümölcse.
  Az expedíciók tudományos felfedezéseinek köszönhetően számos európai és tengerentúli tudományos egyesület választotta levelező és tiszteletbeli tagjává Déchyt. Kutatásainak elismeréseként a Magyar Tudományos Akadémia levelező tagjainak sorába léphetett, a kolozsvári egyetem pedig díszdoktorává avatta. Utazásainak gazdag néprajzi és természetrajzi anyagát a Magyar Nemzeti Múzeumnak, illetve a Földtani Intézetnek adományozta. Ő alapozta meg szakkönyveinek odaajándékozásával a debreceni egyetem földrajzi és földtani szakkönyvtárát.
   Déchy Mórnak, Domonkos Béla által készített, 1992-ben felavatott szobra állít emléket a Magyar Földrajzi Múzeum kertjében.