1ère expédition : 1768-1771
C'est à bord d'un robuste trois mâts, l'Endeavour, que James Cook et quelques scientifiques (notamment l'astronome Charles Green et le botaniste Sir Joseph Banks), mettent les voiles le 25 août 1768 vers les eaux lointaines du Pacifique Sud.
Le 06 octobre 1769, Cook débarque en Nouvelle-Zélande et entreprend une cartographie détaillée de ses côtes. Le détroit qui sépare l'île nord de l'île sud porte aujourd'hui encore son nom.
Faisant ensuite route vers la Tasmanie, des vents violents détournèrent l'expédition plus au nord, l'amenant aux larges d'une terre récemment découverte et dénommée New Holland... James Cook découvre la future Australie !
Longeant la côte sud-est, l'Endeavour jette l'ancre le 29 avril 1770 dans une vaste baie baptisée une première fois Stingray Bay puis renommée Botany Bay. Cet endroit sera, quelques années plus tard, le choix initial pour l'établissement d'une première colonie britannique. Cette expédition sera emmenée par Arthur Philip et arrivera à Botany Bay le 18 janvier 1788.
Toujours en remontant vers le Nord, un enlisement sur un banc de la Barrière de Corail permet aux scientifiques de faire des études plus approfondies sur la faune et la flore de cette nouvelle terre. Ces relevés et observations prirent une large part dans le Journal de Bord du Capitaine Cook, journal qu'il publiera à son retour en Angleterre.
L'expédition reprend sa route vers le détroit de Torres qui sépare l'Australie de la Nouvelle-Guinée, puis après une escale à Jakarta entreprend son long voyage de retour vers la Grande-Bretagne.
En juin 1771, l'Endeavour était rentré.
2ème expédition : 1772-1775
Si le premier voyage de James Cook avait permit de nombreuses avancées, notamment dans le domaine cartographique, les scientifiques restaient persuadés de l'existence d'un continent australe, beaucoup plus vaste que ce qu'ils connaissaient et plus au sud encore.
C'est avec le nouveau grade de commandant que James Cook se voit confier par la Royal Society la direction d'une 2ème expédition à bord d'un nouveau navire, le Resolution, accompagné de Tobias Furneaux à la tête d'un deuxième vaisseau l'Adventure. Ils partent le 13 juillet 1772.
Cette fois-ci, Cook descend beaucoup plus au Sud. Mais rien... toujours pas de traces du mythique continent... il dépasse le Cercle Polaire Antarctique mais les glaces l'obligent toujours à rebrousser chemin. Devant ces nombreux échecs, il finit par déclarer la Terra Australis inexistante.
Il entreprend désormais la seconde partie de sa mission : remonter plus au nord et naviguer dans les eaux chaudes du Pacifique afin d'enrichir les connaissances scientifiques et faire de nouvelles découvertes pour le compte de la Couronne Britannique. Cook accoste notamment à l'île de Pâques, aux îles Marquises, aux îles Fidji, au Vanuatu, en Nouvelle-Calédonie et à l'île Norfolk.
Après cette longue et périlleuse expédition, James Cook devient l'un des plus grands et des plus connus des explorateurs de son temps. Son retour en Grande-Bretagne est accueilli avec les honneurs ; il est promu Capitaine de la Royal Navy et reçoit une confortable retraite honoraire.
3ème expédition : 1776-1779
C'est à bord du Resolution qu'il entreprit son 3ème et dernier voyage, accompagné du capitaine Charles Clerke sur le Discovery.
Après une 1ère escale en Nouvelle-Zélande, il est le premier européen à accoster à Hawaï en 1778. La même année il étudie le littoral nord américain, débarque sur l'île de Vancouver et entreprend sans succès le passage du détroit de Béring.
En 1779, l'expédition retourne à Hawaï mais le climat entre certains habitants de l'île et les sujets britanniques est de plus en plus tendu. James Cook est poignardé et meurt le 17 février 1779.
Charles Clerke prend alors le commandement de l'expédition mais meurt peu de temps après en août 1779, de la tuberculose. C'est le lieutenant Gore qui ramènera le Resolution et le Discovery en Grande-Bretagne le 4 octobre 1780.