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Il primo viaggio di James Cook fu una spedizione combinata tra la Royal Navy e la Royal Society che si svolse tra il 1768 e il 1771 a sud dell'Oceano Pacifico a bordo della HMS Endeavour. Il viaggio fu commissionato da re Giorgio III e comandato dal tenente di vascello (lieutenant) James Cook, un giovane ufficiale di marina con competenze in cartografia e matematica: fu il primo di tre viaggi nel Pacifico di cui Cook fu il comandante. Gli obiettivi di questa prima spedizione erano di osservare il transito di Venere del 1769 davanti al Sole (3-4 giugno dello stesso anno) e di cercare le prove dell'esistenza della Terra Australis Incognita o Terra australe sconosciuta, un continente ipotetico sito nell'emisfero australe talvolta indicato come Magellanica.
Partita da Plymouth nell'agosto 1768, la spedizione attraversò l'Atlantico, doppiò Capo Horn e raggiunse Tahiti in tempo per osservare il transito di Venere. Quindi Cook salpò dirigendosi a sud, verso quelle zone di mare allora in gran parte inesplorate, fermandosi presso le isole del Pacifico di Huahine, Raiatea e Bora Bora, con l'intento anche di rivendicarle per la Gran Bretagna come era allora d'uso tra le potenze coloniali europee in concorrenza tra loro; fallì però il tentativo di approdare a Rurutu (allora nota come Oheteroa) dopo averla avvistata. Nel settembre 1769 la spedizione di Cook raggiunse la Nuova Zelanda divenendo la seconda a visitare l'isola dopo la precedente scoperta da parte di Abel Tasman avvenuta 127 anni prima; Cook e il suo equipaggio trascorsero i successivi sei mesi a tracciare il profilo della costa neozelandese, prima di riprendere il loro viaggio verso ovest. Nell'aprile 1770 divennero i primi europei a raggiungere la costa orientale dell'Australia, approdando sulla riva di quella che oggi è conosciuta come Botany Bay.
La spedizione proseguì dunque verso nord lungo la costa australiana, evitando per poco un disastroso naufragio sulla Grande barriera corallina. Nell'ottobre 1770 l'Endeavour, gravemente danneggiata, entrò nel porto di Batavia, nelle Indie orientali olandesi, dove Cook impose al suo equipaggio di mantenere il segreto circa le terre che avevano scoperto. La nave salpò il 26 dicembre, doppiò il Capo di Buona Speranza il 13 marzo 1771 e raggiunse il porto britannico di Deal il 12 luglio, completando un viaggio durato quasi tre anni.