Образование получил в Германии. В 1864—1869, 1870—1882 и 1883—1886 годах жил за пределами России, никогда не оставаясь на родине больше чем на год. Автор около 160 научных трудов, в основном статей и заметок, при жизни публиковавшихся чаще всего на немецком и английском языках. Известен также как защитник коренных народов Юго−Восточной Азии и Океании, активно выступал против работорговли. Как учёный, последовательно придерживался принципа единства человеческого рода; отвергал популярные в своё время теории, что чёрные расы, включая австралийских аборигенов и папуасов, представляют собой переходный биологический вид от обезьяны к человеку разумному. В то же время он рассматривал северо−восточное побережье Новой Гвинеи как «этнографический заповедник», на единоличное обладание которым претендовал. Это толкало его на путь политических авантюр, в частности — призывам к российской колонизации Берега Маклая, с одновременным созданием Папуасского Союза — независимого государства, главой которого он стремился стать.После того, как российское правительство отклонило этот проект, обратился с одновременным предложением установить протекторат к правительствам Великобритании и Германской империи (при этом в обращении к Бисмарку Миклухо−Маклай призывал Германию стать гарантом того, что Новая Гвинея не будет подвергаться колонизации). В итоге Берег Маклая был в 1884 году превращён в германскую колонию.