Nils Adolf Erik Nordenskiöld syntyi 18.11. 1832 Helsingissä ja kuoli Dalbyssä Ruotsissa 12.8. 1901. Vanhemmat: yli-intendentti, valtioneuvos Nils Gustaf N. ja Sofia Margareta von Haartman.
Nordenskiöld valmistui maisteriksi 1853 ja oli sen jälkeen isänsä kanssa mineralogisella tutkimusmatkalla Uralilla.
Hänet erotettiin yliopistosta, koska oli ns. Töölön päivällisillä marraskuussa1855 juonut maljoja Venäjän vihollisen kunniaksi. Nordenskiöld matkusti Berliiniin. Hän palasi ja sai mineralogian dosentin toimen sekä Aleksanterin-stipendin ulkomaista opintomatkaa varten. Toukokuussa 1857 pidetyssä promootiossa hän kuitenkin piti ruotsalaisille juhlavieraille puheen, jonka vuoksi häneltä otettiin stipendi pois. Hänet pakotettiin poistumaan maasta ja hän muutti Ruotsiin. Vuonna 1867 hän halusi palata Helsingin yliopistoon mineralogian ja geologian professoriksi, mutta ei saanut virkaa poliittisista syistä.
Nordenskiöld oli vuonna 1858 mukana O. Torellin ensimmäisellä ja vuonna 1861 toisella Huippuvuorten-retkellä. Hän oli samanlaisen retken johtajana 1864 ja 1868. Seuraava retki tehtiin Grönlantiin, missä hän kulki 50 km pitkin mantereen jäätikköä. Vuonna 1872 hän yritti Huippuvuorten kautta porovaljakoilla pohjoisnapaa kohti, mutta porot karkasivat heti alussa.
Nordenskiöldin suurin yritys, koillisväylän löytäminen, alkoi 1878. Retkikuntaan kuului joukko eri alojen tiedemiehiä. Nordenskiöld purjehti 21.7. 1878 Tromssasta neljän aluksen laivastolla, johon kuului myös pieni puinen höyryalus Vega. Muut laivat jäivät Jeniseija Lena-joille, mutta Vega jatkoi matkaansa itää kohti, kunnes oli syyskuun lopulla vain kahden päivänmatkan päässä Beringin salmesta, jolloin se jäätyi kiinni. Vasta heinäkuussa 1879 Vega pääsi jäistä ja suoritti sitten retkensä loppuun Beringin salmen kautta ja koko Eurasian ympäri kotimaahan.
Ruotsissa sankari Nordenskiöld korotettiin vapaaherraksi. Matkakertomus Vegas färd kring Asien och Europa I-II, ilmestyi 1880-81 (suomeksi 1881-83). Viimeisen retkensä Nordenskiöld teki 1883 Grönlantiin.
Minereologiassa Nordenskiöld päätyi teoriaan, että maapallo on muodostunut meteoriittien kasaantumisen tuloksena (Om betydelsen af kosmiskt stofts nedfallande med speciel hänsyn till den Kant-Laplaceska teorien, 1883).
Hän oli innokas vanhojen karttojen kerääjä. Arvokas kokoelma on Helsingin yliopiston kirjastossa.
Nordenskiöld otti osaa Ruotsin poliittiseen elämään ensin aatelissäädyssä ja sitten valtiopäivillä toisen kamarin jäsenenä. Suomessa hän kävi 1881 ja oli tällöin suurten kunnianosoitusten kohteena. Hän oli vuonna 1899 mukana lähetystössä, joka jätti Nikolaille yli tuhannen eurooppalaisen kulttuurielämän merkkihenkilön adressin Suomen puolesta.
Puoliso vuodesta 1863 vapaaherratar Anna Maria Mannerheim (k. 1924).