Zwischen 1835 und 1838 hielt sich Wagner zweimal in Algerien auf, und von 1842 bis in den Herbst 1844 bereiste er die Küstenregionen des Schwarzen Meeres, Südrüssland (Krim), Ossetien, Mingrelien (im heutigen Georgien), Armenien, Kurdistan, das Hochland Anatoliens und Teile des nordwestlichen Persiens. Seine Reisen im südrussisch-türkisch-iranischen Raum wurden größtenteils von der Berliner Akademie der Wissenschaften finanziert, und Wagner publizierte die Ergebnisse – eher in populärer als in strikt wissenschaftlicher Form – in zahlreichen Büchern und Zeitschriftenartikeln, teils auch schon in Korrespondenzen an die Augsburger Allgemeine Zeitung.
Auf seinen Forschungsreisen durch Mittel- und Südamerika legte Wagner umfangreiche naturhistorische Sammlungen an. So hatte er ein besonderes Interesse an der Erforschung der Fischfauna und legte eine umfangreiche Fischsammlung an. Großteile des Materials, das er während seiner ersten Reise gesammelt hat, gingen jedoch aufgrund der schlechten Konservierung bereits unterwegs verloren. Das verbliebene Sammlungsmaterial wurde durch ein schweres Erdbeben am 16. April 1854 in San Salvador zerstört. Die zweite Reise in den Jahren 1858/1859 führte Wagner nach Panama und Ecuador. Wagner geht in dem Bericht über seine zweite Forschungsreise genauer auf die Orte, Flüsse oder Einzugsgebiete ein, an denen er gesammelt hat. Teilweise finden sich in dieser Arbeit auch nähere Angaben zu Typusfundorten der von Rudolf Kner 1863 aus der Sammlung Wagner beschriebenen neuen Fischarten.
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