Блестяще образованный офицер, свободно владевший десятью языками, в том числе турецким и греческим, в сопровождении одного казака за два года провёл четыре экспедиции. Пешком и верхом он пересёк практически всю территорию Малой Азии, непрерывно производя маршрутную съемку. Длина его маршрутов составила около 11 тыс. км. Ученик выдающегося ученого геодезиста К. И. Теннера (1783—1859) и астронома В. Я. Струве (1793—1864), Вронченко проводил исследования в Азиатской Турции по специальной инструкции, разработанной Ф. Ф. Шубертом (1789—1869), директором Военно-топографического депо (ВТД) Главного штаба и составителем знаменитой десятивёрстной карты западной части России. С помощью минимального набора инструментов М. П. Вронченко по собственной методике провёл астрономическое определение ста географических пунктов. Результатом съёмки стала маршрутная карта, на которой были нанесены дороги, водные объекты, населённые пункты, горные хребты и массивы. Мастера гравировальной палаты ВТД обработали собранные материалы — так на свет появилась первая научно обоснованная географическая карта Малой Азии.