李四光决定返回祖国，但是想到这片国土正在军阀混战，处于你争我夺的不堪局面又难免在不满的情态中有所犹豫。因此，他准备先去欧洲大陆作一番实地考察之后再行定夺。
1920年伊始，李四光与好友丁燮林和王世杰3人同行离开英国，相继到德国、法国的几个有名的工矿区和阿尔卑斯山等地进行一番旅游式的考察之后，于2月上旬到了法国的都城巴黎。
当时的巴黎也是中国留学生的集中处所之一，而且又多是半工半读的勤工俭学者。他们听说李四光的到来感到非常兴奋，李四光也对这里的勤工俭学同胞感到特别亲切。他深知这批勤工俭学者大都是祖国的优秀青年，生活普遍艰苦。自己虽然享受官费出国，但在后几年也是在半工半读的艰苦岁月中坚持学业的，可以说在多方面与眼前的学友具有相似之处。2月28日上午，李四光应巴黎中国留学生勤工俭学会的邀请作了题为《现代繁荣与炭》的激昂讲演，遍受广大听众的欢迎。
李四光在讲演中首先表明自己对当前欧洲各派学说长期纷争的态度。他说：“我们看待世界上的事物或讲到学术问题，往往抱有一种人云亦云的态度，人类进步甚慢的最大原因恐怕就在这里。我们要互相勉励，凡遇着新景象、新学说，我们要分析它，看他究竟是怎么一回事。”接着，他便进一步陈述自己的心得。他说从事学术研究应该是：“心只管细，胆只管大，只要掌握了逻辑的思维，哪怕是纷繁复杂的世界，天经地义的学说，都不能吓倒我们。当然，我们万不可故意与人家辩驳，与人家捣乱，或者逞一己的偏见，或者沽名钓誉。那种虚妄的行为不是勇猛精进的正道，已远出自由讲学的正轨。”他在这里，既提倡破除迷信的勇于创新精神，又强调实事求是、谦虚谨慎作风。毫无疑问，这是任何一位伟大科学家所具有的治学品格。最后，他把主题扣紧在“繁荣与炭”上来。他说：“什么东西是现代繁荣的最大的凭据？这个东西就是大家知道的天然势力。天然势力的种类虽然很多，但可供人类使用的，至今只知道有流行不已的热势力。如若没有热势力，地球上今天恐怕没有生物，自然连人类也是没有的。热势力是由什么地方来的？小部分由煤油发生的，大部分是由煤炭发生的。从地质学上考究起来，我们确知世界上的煤油远不及煤炭多。所以最要紧的问题，还是煤炭。、哪一个所谓文明的国家不是用许多人拼命地挖煤炭。只有中国对煤矿还没有一个详细的调查，许多煤厂尚没有用新法开采。”这时，他又凭借自己的学识积累，一口气把中国各省区已知的煤矿如数家珍般地逐个讲述一遍。同时自豪地声称：“欧战之前，全世界一年所烧掉的煤炭大约有10亿吨。如若这个数目可为将来每年消耗煤炭的平均量，那么中国一国的煤炭可供全世界1000年之用。但是，人类越趋于繁荣，煤炭的消耗量就越增加。有朝一日，中国的煤炭要烧尽，世界的煤炭也要烧尽。那么，有什么东西，用什么方法来代替煤炭，维持人类的繁荣？”
这是一个惊人的问号！这是一位年轻地质学家站在人类历史基点上高瞻远瞩发出来的警世问号！其中没有丝毫个人名利，不见点滴的个人得失，一切的_切都是为了祖国和世界的繁荣。这就是他在成为地质大师之后而在新中国的大地上指点江山，为新中国探察出一片又一片丰富的石油，终于摘掉西方学者加在这片土地上“贫油国家”的落后帽子的根本原因之所在。话再说回来，李四光在这篇讲话中把人类的能源概括为三大动力体系。即天体转动的潮汐动力；原子裂变的动力；太阳直送的动力（含直接的太阳辐射能量和间接的水力、风力等若干能量）。此外，他还指出，另有一种蕴藏于地中的热能。显然，这种种卓越的学术见解又与他善把物理学和地质学融为一体进行综合研究的学识及方法密不可分。由此可见，年仅30岁的李四光能在20世纪之初明确指出研究解决人类能源问题的重要性及其主要途径则是令人叹服的。
1920年秋季，李四光从法国再到瑞士深入考察阿尔卑斯山。其中斑斓绚丽的冰川地形给他留下深刻印象，同时摄下它的写真照片，成为后来建树划时代的中国第四纪冰川期空前命题的重要参考资料之一。此后，他又从瑞士到德国考察，并在柏林进行学术研究。正在这时他收到由伦敦转来的中国北京大学校长蔡元培先生的邀请电报，希望他能尽快来本校地质系任教。
李四光长期在英国专心治学、埋头苦干，对国内的具体政治形势和北京大学的基本概况所知甚少。为了慎重起见，他先给刚从北京大学毕业而到伦敦留学的傅思年写信询问有关事宜。傅思年立即回信如实转告。从中得知孙中山先生于1920年初发表了致海内外国民党党员信函，对“五四运动”表示充分肯定并抱以热情期望，同时准备重返广州组织北伐，实现统一中华的共和大业。北京大学是在原清代末期京师大学堂基础上扩建的综合大学。文科聘有陈独秀、李大钊、钱玄同、刘半农等一批倡导新文化的学者任教。理科聘请国内外学有专长的教授开课，与文科比较略差一些，因此则急需扩充师资力量。学校提倡组织社团活动，改革教学管理体制，并且成立评议会，由各科教授中选出若干评议员共同进行民主管理。如此政治形势和学校局面，使李四光看到一线希望。于是他便拿定主意，停止欧洲的学术考察。与好友丁燮林、王世杰一道从柏林踏上归国的征途。