Перша подорож (1768-1771) метою мала пошуки Південного материка. У 1769 р. Джеймс Кук досяг Нової Зеландії й дослідив її береги, потім підійшов до східного узбережжя Австралії й проголосив його британськими володіннями Обігнувши з півдня Австралію, попрямував до мису Доброї Надії, а звідти — до Англії.
Друга подорож (1772-1775) мала продовжити дослідження першої — пошук Південного материка. У січні 1773 р. вперше в історії мореплавства Джеймс Кук перетнув Південне полярне коло, намагаючись відшукати Південний материк. Він досяг 71° пд. ш., але через велике нагромадження криги повернув назад. У Тихому океані дослідник відкрив острови Нової Каледонії та інші на півдні Атлантичного океану.
Третя подорож (1776-1779) мала завданням відшукати вихід із Тихого океану вздовж берегів Північної Америки в Атлантичний океан. Кораблі Джеймса Кука обігнули Африку з півдня, перетнули Індійський океан, обійшли з півдня Австралію та Нову Зеландію й попрямували Тихим океаном на північ. Мореплавець відкрив Гавайські острови, обстежив західні береги Північної Америки, дістався Аляски, підтвердив наявність Берингової протоки. При повернені на зимівлю на Гаваях у збройній сутичці з місцевими жителями Дж. Кук загинув, тому експедиція повернулася в Англію без прославленого мореплавця.