Wahlberg tog lantmäteriexamen 1835, och tjänstgjorde vid Generallantmäterikontoret. På initiativ av Jacob Letterstedt reste Wahlberg som naturforskare till Sydafrika, delvis understödd av Vetenskapsakademien. Han vistades där 1839–45, företog en rad upptäcktsfärder och hemsände stora samlingar av växter, djur och mineral.