Era hijo del conde Heinrich Dietrich Wilhelm von Keyserling y de su esposa Anne Amélie Bénigne von Nolde, y formó parte de una pujante familia aristocrática germano-báltica. Es considerado uno de los fundadores de la geologíarusa, realizó numerosas expediciones a cuenta de su amigo, el zarNicolas I (1796-1855). Además de sus trabajos en geología, fue activo en investigaciones en botánica y en zoología.
Se casó en 1844 la condesa Zénaide Cancrin (1821-1885), hija del célebre ministro de FinanzasGeorg Cancrin, de Nicolas I. En 1847, se retiró de su carrera académica, a Rayküll que había adquirido como dote para su matrimonio con la hija del ministro de Finanzas ruso George Cancrin. Ocupó varios cargos, entre ellos curador de la Universidad de Tartu (1862-1869).
Algunas publicaciones
Con Johann Heinrich Blasius (1809-1870), Die Wirbelthiere Europa's (Los mamíferos de Europa) dos tomos en un volumen, F. Vieweg und Sohn, Braunschweig, 1840
Con Roderick Impey Murchison, Édouard de Verneuil. The Geology of Russia in Europe and the Ural Mountains... Editor J. Murray, 1845
Con Paul Theodor von Krusenstern (1809-1881) Wissenschaftliche Beobachtungen auf einer Reise in das Petschora-Land, im Jahre 1843 (Observaciones científicas durante un viaje a la tierra de Petschora, en 1843) C. Kray, San Petersburgo, 1846
Fossile Mollusken. San Petersburgo, 1848
Der nördliche Ural und das Küstengebirge Pai-Choi, untersucht und beschrieben von einer in den Jahren 1847, 1848 und 1850 durch die kaiserlich-russische geographische Gesellschaft ausgerüsteten Expedition… Buchdruckerei der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften, San Petersburgo, 1853