1932年夏，黄汲清受中华教育文化基金会的选派，赴瑞士留学。先人伯尔尼大学，后转入浓霞台大学专攻博士学位。他的导师是著名的大地构造学家6人1阴。这位才华横溢的中国青年科学家此时得以在欧洲大地熔炼深造。1935年，他的那篇用法文写的博士论文对阿尔卑斯山区的地质研究，在40多年后国际地科主席了川爪巧教授访华时仍称其至今依然有重要价值。
或许是当年在北洋大学那份从政之心尚未泯灭，或许是在从事地质科学工作10年后黄汲清更理智并从科学的高度认识到了一个国家的兴衰与能源工业革命之间的密切关系，1935年秋，他在以东方人特有的聪明才智获得理学博士后，毅然把自己的科研目标指向了石油地质领域。为此，黄汲清不惜冒贫困潦倒流落异乡之险，带着在瑞士省吃俭用留下的几个钱，远涉重洋，抵达美利坚合众国，进行了为期3个月的石油工业与石油地质考察。这是中国科学界第一个也是惟一一个由自己掏钱选择当时已在西方工业资本主义国家蓬勃崛起的以石油为主导的工业革命浪潮为研究对象的东方科学家。