Таким образом, во второй половине XIX в. гляциология оформилась в самостоятельную науку, которая активно использовала физические методы наряду с геолого-географическими. К этому времени сложилось представление о гляциологии как науке о ледниках; причем, естественно, центральное место отводилось изучению горных ледников Альп, Скандинавии, Кавказа. В результате окончательно оформились ключевые идеи о движении и режиме ледников, их морфологии и географическом распространении. Пополнялась информация о физических свойствах ледников и закономерностях их жизнедеятельности, решались крупные палеогеографические проблемы. Тем самым ледниковая теория и история горного оледенения вписывались в общий круг проблем, связанных с изменением климата и природы нашей планеты.
Примером многопланового решения гляциологических проблем считается классическая монография А. Пенка и Э. Брюкнера «Альпы в ледниковую эпоху» (1901—1909 гг.). В ней впервые было доказано значительное участие ледников в новейшей истории Земли. В частности, было установлено, что Альпы в четвертичный период пережили четыре эпохи оледенений.
Важным этапом в развитии гляциологии явилось создание Международной ледниковой комиссии (1894 г.). Тогда же в России по инициативе Русского географического общества была организована Ледниковая комиссия, которую возглавил крупный ученый-геолог И. В. Мушкетов. С деятельностью этой комиссии связаны первые систематические исследования горных ледников в России. В них приняли участие такие известные естествоиспытатели, как П. П. Семенов-Тян-Шанский, Н. А. Буш, Н. Я. Динник, А. Н. Краснов, В. В. Сапожников и др. Обширная информация о размерах и морфологии горного оледенения была получена русскими геодезистами и топографами. Наиболее выдающимся достижением было картографирование ледников Кавказа, выполненное под руководством А. В. Пастухова. Важным итогом этой работы явился первый каталог ледников Кавказа, составленный К. И. Подозерским в 1911 г.
Развитие гляциологии шло разными путями, однако в целом к началу нынешнего столетия выделились два крупных направления. Ученые альпийских стран сконцентрировали усилия на применении геодезических методов наблюдений, регистрации колебаний ледников и изучении механизмов их движения. В Скандинавии большое внимание уделялось тепловому и вещественному балансу ледников, а также проблемам гляциоклиматологии. Первое направление связано с именем С. Финстервальдера, а второе возглавил шведский гляциолог X. Альман. В нашей стране длительное время развивались преимущественно традиции альпийской школы, а гляциоклиматический подход к изучению оледенения получил оригинальное претворение в работах советского гляциолога М. В. Тронова.
Гляциологи понимали необходимость координации работ. Примером такого международного сотрудничества стали гляциологические исследования во время реализации программ I и II Международных полярных годов (МПГ) 1882—1883 и 1932—1933 гг. Впервые наблюдения на ледниках проводились одновременно по единой методике в разных горных странах в разных физико-географических условиях. Особенно большой размах гляциологические исследования приняли во время II МПГ, когда комплексные ледниковые экспедиции проникли в труднодоступные районы Памира, Тянь-Шаня, Алтая, Кавказа, где впервые были поставлены полустационарные наблюдения. Это способствовало углублению представлений и об особенностях существования ледников. Кроме того, удалось пополнить информацию о размерах и морфологии горного оледенения. Важным итогом работ по программе II МПГ было составление каталога ледников Средней Азии, чему во многом способствовали исследования гляциолога Н. Л. Корженевского в труднодоступных районах Памира. В работах ледниковых экспедиций активное участие принимал академик С. В. Калесник, впоследствии сделавший ряд теоретических обобщений. Он создал первый учебник гляциологии, по которому студенты занимаются и сейчас.
Развитие гляциологии в СССР с 1940-х годов связано с деятельностью академика Г. А. Авсюка, воспитавшего большую школу ученых-гляциологов. Под его непосредственным руководством был организован первый гляциологический стационар на леднике Карабаткак в хребте Терскей-Ала-Тоо (Тянь-Шань). Здесь выполнялись систематические наблюдения за скоростями движения и температурами льда, изучалась роль снега и льда в питании рек, ставились первые в мире опыты по искусственному воздействию на режим ледников.