Là cựu hồng y bộ trưởng của Bộ Truyền giáo, Grêgôriô XVI đã biết tạo nên một sự thúc đẩy mới cho các việc truyền giáo đã bị bỏ quên từ cuối thế kỷ XVIII. Ông khởi xướng phong trào khuếch trương công giáo trong thế giới, đặc trưng nhất trong thế kỷ XIX. Hiệp thông với những ưu tư của các thừa sai ở châu Phi, Năm 1839, Gregorio XVI kết án việc buôn nô lệ da đen và bất bình đẳng chủng tộc.

Năm 1845, ông đưa ra những mệnh lệnh rất cụ thể về việc thiết lập Giáo hội địa phương, khuyến kích lập nhiều giáo hội bản xứ và đào tạo hàng giáo chức địa phương: "Phải hủy bỏ tập tục chỉ chấp nhận một hàng giáo sĩ bản xứ phụ thuộc. Những người làm việc cho Tin Mừng, dù thuộc xứ nào, đều bình đẳng. Mong các nhà truyền giáo đừng pha mình vào việc chính trị và phàm trần".

Yêu cầu lập hàng giáo sĩ bản xứ của ông được Công Đồng Vatican I tái khẳng định, thế nhưng lại chưa được tuân thủ. Người Âu Châu vốn tự hào mình trồi vượt về kinh tế lẫn trí thức nên phải sang thế kỷ sau mới có các giám mục địa phương.

Công việc truyền giáo theo Gregorius XVI là: "... Thực vậy, chư huynh phải làm hết sức, đây là một trong những trọng trách quan trọng nhất, để các kitô hữu địa phương được gia nhập hàng giáo sĩ và lãnh chức linh mục (...). Phải khẩn cấp mở ngay những chủng viện để tất cả những thanh niên nào có ơn gọi linh mục, được huấn luyện nghiêm túc trong thời gian cần thiết, học hỏi các Thánh khoa... Có thế người ta hiểu được ước muốn của Tòa Thánh lâu nay là muốn có những linh mục xứng đáng chu toàn được các nhiệm vụ của giáo sĩ (...) và cũng để chuẩn bị cho chức giám mục (...). Ta bác bỏ và chớ gì người ta hủy bỏ thói quen coi giáo sĩ bản xứ vào loại giáo sĩ phụ. Những người thợ làm việc cho Tin Mừng, dù là người Âu Châu hay xứ nào đi nữa, cũng đều bình đẳng (...)Mong sao các nhà truyền giáo chung sống giữa những người có tư tưởng chính trị khác nhau, đừng pha mình vào việc chính trị phàm trần. Mong sao họ đừng gắn bó với bất cứ đảng phái nào và đừng trở thành nhân tố gây chia rẽ trong nước... Mong rằng người ta quan tâm thật sự đến những nỗ lực của các nhà truyền giáo trong việc tìm hiểu hiểu đời sống xã hội của những dân tộc này. Khi rao giảng giáo thuyết của Tin Mừng, các ông đừng phủ nhận giá trị riêng những công trình lao động và nghệ thuật của các dân tộc này." (Collectanea S.C Của Bộ Truyền giáo, Tập I, trang 541-545).

Trong nhiệm kỳ của Giáo hoàng Gregorius XVI, đã có 70 địa phận giám mục, tòa phó linh mục, giáo hội tỉnh được thành lập. Ông cũng chú ý làm cho công tác truyền giáo thoát khỏi sự kiểm soát của các quốc gia. Ông đã can thiệp để việc tổ chức Giáo hội ở Ấn Độ thoát khỏi quyền bảo trợ của Bồ Đào Nha.

Ông cũng chú ý tới việc chấm dứt chế độ Patronato (chủ nô lệ) đã tồn tại ở Mỹ La Tinh từ khi người Tây Ban Nha đô hộ ở đó. Nhiệm kỳ Giáo hoàng của ông bị coi là thoái bộ ở nhiều mặt nhưng việc thúc đẩy công việc truyền giáo đã góp phần vào việc mở rộng đạo Thiên Chúa ra phạm vi toàn thế giới.