Botânica
Francisco Freire Alemão
Chefe da seção Botânica e presidente da comissão. Doutor em Medicina, foi o maior botânico brasileiro do século XIX e um dos maiores das Américas. Criou 15 gêneros de plantas e determinou em torno de 50 espécies. Como saíram em publicações de vida efêmera, outros cientistas ganharam o crédito por classificações que ele já havia feito antes. Foi diretor do Museu Nacional. Tinha 61 anos quando a comissão chegou ao Ceará.
Geológica e Mineralógica
Guilherme de Capanema
Amigo de infância de dom Pedro II. Era engenheiro pela Escola Politécnica de Viena e doutor em Ciências Físicas e Matemáticas pela Academia Militar do Rio de Janeiro. "Dos componentes da Comissão, era o detentor da maior soma de conhecimentos relativos às ciências físico-naturais", registrou Renato Braga em seu livro sobre a comissão. Ganhou título de barão de Capanema. Chegou ao Ceará aos 35 anos.
Zoológica
Manuel Ferreira Lagos
Foi chefe da Seção de Anatomia Comparada e Zoologia do Museu Nacional. Foi ele quem, em 1856, levantou no Instituto Histórico e Geográfico Brasileiro, diante do imperador, a ideia da comissão. Tinha na zoologia um passatempo. Coletou grande quantidade de material, mas nunca concluiu a devida identificação do acervo. Chegou ao Ceará aos 43 anos.
Astronômica e Geográfica
Giácomo Raja Gabaglia
Filho de italianos, nasceu na Cisplatina, hoje Montevidéu, então parte do império brasileiro. Era capitão-tenente da Marinha, bacharel em matemática e professor da Escola Naval. Casou-se em Sobral com Maria da Natividade. Chegou ao Ceará aos 33 anos.
Etnográfica e
Narrativa de Viagem
Gonçalves Dias
Mais famoso membro da comissão, foi um dos maiores poetas brasileiros, além de jornalista, advogado, etnólogo, teatrólogo. Deixou o Ceará no meio dos trabalhos da comissão e seguiu para o Maranhão em agosto de 1860 e de lá para a Amazônia. Chegou ao Ceará aos 35 anos.