当时在斯坦因挑选所要的卷子的同时，也曾经借机进过藏经洞，因此他是进入藏经洞的第一位外国人，当时洞内仅容二人，根本无法活动，斯坦因的挑选工作都是在藏经洞外进行的，一幅照片就是记录他在16窟甬道堆放经卷的情况（图版）。
斯坦因离开敦煌的原因是因为他在敦煌活动的时间有些长了，引起了当地人们的注意，同时敦煌的地方官员告诉斯坦因，兰州方面也来了命令，要斯坦因注意外交礼节。于是6月13日斯坦因一行率领着一支由大群运输骆驼和马匹组成的队伍，浩浩荡荡向安西进发，在榆林窟拍摄了二天。之后又到了酒泉，考察了嘉峪关长城，又于8月28日到达甘州张掖，这是他所走的最东界线，在这儿活动了5天。9月25日返回到这西，取回了寄存在这儿的战利品。当时斯坦因还给王道士写了一封信，由蒋孝琬秘密去了一趟千佛洞，又从王道士手中得到了230捆手稿3000多卷写本文书。
斯坦因的河西走廊考察结束之后，于是又进入新疆，一面派人将所得宝物运送回国，一面自己又在新疆的吐鲁番、焉耆、和阗、阿克苏、莎车等地考察、发掘和访问，直到第二年1908年底回国。
斯坦因的第三次探险活动是1914年开始，3月24日斯坦因再次来到了莫高窟，受到了老朋友王道士热情的接待，王道士还给斯坦因过目了他的帐目支出情况，并忠实报告了当日斯坦因施舍银钱的用处。王道士也报怨了政府拿走藏经洞文物，却不给他兑现承诺之事，并后悔当日没有全部给斯坦因。此次经过斯坦因的交涉，王道士又拿出了私藏下来的几百卷写本，买给了斯坦因，使斯坦因又得到了整整4大箱的写本文书，加上斯坦因在当地收购所得，一共约5大箱六百余卷。
斯坦因是一位不折不扣的探险者。在进入新疆之前，他已经在印度、阿富汗和克什米尔等地进行了大量的考古发掘工作。不过就他的学术素养而言，说他是位考古学家，似乎还有些过誉，但他确实是一名出色的地理勘察者，他能够获得印度政府的资助，他在地图测绘方面的杰出才能是有很大帮助作用的——斯坦因很会把握每一个对自己有利的机会。当时来到中国西北的外国探险家，目的多少都有些不纯粹，他们能获得资助多半都是因为中亚地区的战略地位，德国探险队的赞助人就有欧洲的军火大王克虏伯。能够被称为真正的、严肃的科学工作者和考古工作者的，实在是寥寥可数，斯坦因并不在其列。斯坦因对中国文化，并不太了解。但他在印度工作多年，精通梵文，曾任拉合尔（今属巴基斯坦）东方学院院长和印度古物局局长，对于佛教性质的文化艺术，有相当深的认识。
大家都知道，斯坦因原籍匈牙利，是一名犹太人。他的父亲放弃了犹太教，不过犹太人这个最注重教育的民族的文化传统对于斯坦因的成长，还是起到了很大作用。他家族中除了斯坦因自己，他的叔叔和妹妹等都有超常的语言天赋，包括若干种死文字，这当然不是偶然。 斯坦因1904年大愿得偿，入了英国籍，他如此狂热地为英政府工作，如此忠心耿耿地为英国谋利，想来与他新入籍、急于表现的心理不无瓜葛。虽说斯坦因对中国文化不够理解，但他有一种善于把握人的心理的天赋。因此，他抬出了一个人作为他的护神——那就深得中国人崇仰的到西天取得真经的唐僧玄奘。经过《西游记》之类小说、平话和戏曲的渲染，玄奘的事迹在中国那可真是妇孺皆知。他一路上打着玄奘的旗帜，很快就赢得了尊重和好感，到处为他打开了方便之门。说起来，斯坦因还和玄奘真有很多相似之处，无论是他们的经历，还是他们那种坚韧不拔、不畏艰险的精神。斯坦因前后四次进入中国，获得了大量的文物，他也藉此于1912年获得了爵士称号——这也是前不久伊丽莎白女王授予集荣誉于一身的曼联队主教练弗格森的头衔，可以想象当年斯坦因的探险收获带给不列颠人怎样的骄傲。
在尼雅遗址的东面，还有一处被沙漠掩埋了千年之久的人类文明遗迹，那就是古代楼兰王国的遗址，它被称为“中国的庞贝古城”。
楼兰王国建于公元前176年以前，公元前77年改称为鄯善，是丝路上的重要王国之一，一度极为繁华，但在公元630年后突然神秘地消亡。楼兰王国的范围东起古阳关附近，西至尼雅古城，南至阿尔金山，北到哈密。
斯坦因曾4次到达楼兰，他所考察的楼兰古城位于罗布泊的西北岸，约在东经89°55′22〃，北纬40°29′55〃2。古城的总面积约为100824平方米，城垣为不规则的方形，有一南一北两条河流绕城而过，一条极深的运河将古城分为两部分：城北是佛塔、寺院，城西南是官署和居民区。
斯坦因1901年初次到达时，便将这个遗址编号为LA，并于1904年、1906年对其进行了大规模的考古发掘，初步揭开了古楼兰文明的全貌。他最早提出河流流量减少，土地沙漠化，从而导致楼兰古城废弃的“环境变革学说”。
1906年12月17日，斯坦因第2次到达楼兰。他首先进一步调查发掘了LA遗址，随后以LA遗址为中心，在相当广泛的区域内进行了系统考察，相继发现该城址周围的十几座城址、寺院、住宅和房基地，编号LB至LM、LQ、LR3。在其中6座遗址和1处墓地中，斯坦因发现了一些汉代的木简和古钱，还有同尼雅一样的佉卢文木板，一张色彩鲜艳的毛毯残片，一卷黄绢等物品。家具与雕刻用的木料甚多，同尼雅遗址一样，这些物品的艺术风格深受印度与希腊文化的影响。在楼兰古墓中，斯坦因发现了许多织品残片，有中国传统风格的，也有古希腊罗马风格的。在一座小寺院中，他发现了大量具有明显犍陀罗艺术风格的卷形花纹装饰物。
1914年，斯坦因第3次到达楼兰，在主要遗迹的东北方，发现了一座汉代坟园，其中有不少棺木。他在这里发现了青铜镜、木制兵器模型、镶金织物的残片等物。最为重要的是，他发掘了两具楼兰成年男子的头骨。经英国人类学家基恩（A.Keith）研究，认为他们代表了单一的种族：既有蒙古人种特征，又有欧洲高加索人种的特征。基恩认为，这种类型可称为“楼兰型”，因为这并非是自由混杂形成的，而是自然进化的过程4。
楼兰，这座有着数百年历史的王国突然消失了，一种融汇了东西方文化精华的文明失落了。它已在塔克拉玛干大沙漠中沉睡了1500年，斯坦因将它神秘的面纱掀起了一角，使这已失落了的文明重现于世。
米兰又称磨朗、密远、小鄯善等，是楼兰王国改称鄯善王国之后的都城，也是着名的东汉伊循屯垦古城遗址。大约建于公元3世纪，废弃于公元5世纪中末叶。米兰遗址由古城、3座佛寺、8处佛塔、汉代屯田水利设施组成。斯坦因于1907年1月到达米兰，开始进行长达18天的发掘工作。
在米兰的古堡内堆积着大量的垃圾，斯坦因对其进行小心清理，发现了一些写在柽柳木札和纸上的西藏文字、一种用古体字写的突厥语写本、织物残片、加漆皮革制作的甲胄残片、木制器皿、陶器、军装等物品。这些突厥文字后来经过欧洲学者研究翻译，被认为大多是人名，这些突厥语写本大概是发给突厥士兵的护照或通行证之类。据史料记载，在隋、唐之际，突厥势力遍及新疆南北，突厥人曾占领米兰，并以此作为他们的军事基地，士兵也多为突厥人。这一点与斯坦因发现大量的突厥文书不谋而合。
在古城东北大约2公里处的米兰大寺内，斯坦因发现了一群已毁坏的佛像。这些佛像的头部雕刻及衣褶的配置完全是希腊式的，座像的底部有用婆罗谜文字写的梵文贝叶书。其他的木雕装饰品，雕刻十分精美，几乎全是古罗马、希腊式的艺术风格。斯坦因从中运走了一个高约1米的完整的大佛头。
在编号为M3的佛塔中，斯坦因发现了一片片艳丽的壁画。他揭走了有浓郁犍陀罗艺术风格的“有翼天使”壁画、用佉卢文题记的“维莎达罗王子本生故事”壁画，以及一组青年男女群像壁画。斯坦因特别为发现“有翼天使”壁画而激动，他说：“这真是伟大的发现！世界上最早的安琪儿在这里找到了。她们大概在2000年前就飞到中国来了。
因为斯坦因本人没有研究汉文文书的能力，所以他将所得到的汉文文书交给学生沙畹考释。王国维、罗振玉等人为沙畹审定书稿，编印了《汉晋西陲木简汇编》和《流沙坠简》等书。1953年，沙畹的学生马伯乐的遗作《斯坦因第三次中亚探险所获汉文文书》在伦敦出版。英国博物馆东方刊本部的翟里斯，用了38年，对斯坦因所获的汉文文书进行编目工作，于1957年出版《不列颠博物馆藏敦煌汉文写本解题目录》一书9。斯坦因所带走的大量佉卢文和汉文文书，基本上得到了妥善的保护和深入的研究。
中国学者对斯坦因在西域的考古活动争议颇多，焦点在于斯坦因掠夺、破坏了文物，到西域考察的目的不纯，有为英国政府充当间谍的嫌疑。
此外，斯坦因的学术观点中也有不尽合理的地方，他是站在西方人的立场上看待东方文化的，难免出现偏差。对于不正确的观点，理应进行批驳。尽管如此，斯坦因的探险精神与科学研究精神是十分值得称颂的。当中国的知识分子坐在书房里从事史料的考据工作时，斯坦因正在漫漫的黄沙中行进。如果没有斯坦因这样的探险家，尼雅可能会在沙漠中继续沉睡下去。以生命为代价来追求科学，不应该受到指责。
综上所述，斯坦因是一位杰出的探险家和考古学家。他为了研究古代西域文化而走进塔克拉玛干沙漠，发现并考察了许多古代遗迹，这种精神是令人敬佩的。他在西域的考古成就让人们大开眼界，原来在这片荒凉的沙漠中，竟然埋藏着如此灿烂的文化。正是因为有斯坦因这样的人，丝路文化才能重现于世。作为一名孜孜不倦、奋斗终身的学者，斯坦因的贡献是应该得到肯定的。
