Зоолог, антрополог и этнограф. Наиболее известен открытием в 1879 г. Костёнковской стоянки первобытного человека, а также научным описанием (1881 г.) лошади Пржевальского.
В 1855 году помогал краеведу Николаю Кашину собирать коллекции растений и насекомых для Иркутского музея. С 1859 года учился в Иркутском военном училище.
Принял участие в Витимо-Олекминской экспедиции в 1866 году, руководил которой Пётр Кропоткин.
В 1867 году переехал в Санкт-Петербург, экстерном сдал экзамены за курс гимназии.
В 1870 году он зачислен на физико-математический факультет Санкт-Петербургского университета (естественное отделение). В 1874 году, по окончании университета, принят хранителем Зоологического музея при Императорской Академии наук. Сдал магистерские экзамены и защитил диссертацию на степень магистра зоологии.
Поляков совершил научные экспедиции на Олёкму (1866), в Олонецкую губернию (1871), в Берёзовский край (1876), в Мариинский округ Томской губернии, на озеро Балхаш (1877) и на остров Сахалин (1880).
Кроме этого, Поляков совершил кругосветную экспедицию, о чём им были написаны десятки научных статей и очерков.
Обработкой его ботанических коллекций занимался П. Глен.