Erland Nordenskiölds uppväxt och fostran präglades i hög grad av faderns vetenskapliga gärning. Kort efter sin fil.kand. företog han en resa till Sydamerika 1899. Han åtföljdes på resan av Oscar Borge, expeditionens botaniker. Åren 1901-1902 gjorde han en ny resa till samma kontinent, den så kallade Chaco-Cordillera-expeditionen. Denna hade planerats tillsammans med Eric von Rosen och Gustaf von Hofsten, som var expeditionens etnograf-arkeolog respektive botaniker. Under denna resa väcktes Nordenskiölds intresse för indianer. Nya resor företogs 1904-1905 och 1908-1909, den senaste tack vare vännen Arvid Hernmarcks generösa bidrag. År 1913 företog han en ny resa, denna gång som nybakad intendent vid Göteborgs museum och föreståndare för dess etnografiska avdelning. På grund av första världskrigets utbrott dröjde det 13 år tills han åter kunde resa till Sydamerika.
I Göteborg kom Erland Nordenskiöld att tillhöra det så kallade Lördagsslaget i Göteborg, som samlades om lördagarna bland annat för att dryfta politiska frågor. Sällskapet räknade även bland andra Henrik Almstrand, Leonard Jägerskiöld, Ernst Hagelin, Otto Sylwan, Ludvig Stavenow, Erik Björkman, Axel Romdahl, Otto Lagercrantz, Axel Nilsson, Evald Lidén, Gösta Göthlin, Albert Lilienberg och Peter Lamberg.
Nordenskiöld förde rika och idag unika samlingar från Sydamerikas indianer hem till Sverige. Idag finns samlingarna på Världskulturmuseet i Göteborg, Etnografiska museet i Stockholm och Malmö museer. Några av de folk han besökte är idag utrotade, andra har förlorat sin kulturella identitet. Han var känd som en fascinerande men också krävande föredragshållare, som gärna ägnade sig åt detaljer. Nordenskiöld var ett ledande namn vid flera internationella amerikanistkongresser och en uppskattad generalsekreterare vid kongressen i Göteborg 1924. Som författare var han outtröttlig.
Hans musei- och forskartradition fördes vidare av Sven Lovén, Henry Wassén, Sigvald Linné, Stig Rydén och Karl Gustav Izikowitz. Nordenskiöld byggde upp den etnografiska avdelningen vid Göteborgs museum till vad som vid hans död betraktades som en förebild för motsvarande institutioner i världen. Han betraktas idag som en av pionjärerna inom den amerikanistiska forskningen.
