* Tiefseeleben: Thomson und sein Team entdeckten eine Vielzahl bisher unbekannter Lebensformen in der Tiefsee, darunter neue Fischarten, Wirbellose und Mikroorganismen. Dies stellte den vorherrschenden Glauben in Frage, dass in solchen Tiefen kein Leben existieren könne.
* Topographie des Meeresbodens: Die Challenger-Expedition kartierte den Meeresboden sorgfältig und enthüllte seine komplexe und vielfältige Topographie, einschließlich Berge, Gräben und weite Ebenen. Diese Daten legten den Grundstein für die moderne Ozeanographie.
* Meeresströmungen: Thomson untersuchte Meeresströmungen und ihren Einfluss auf Meeresleben und Klima und trug so dazu bei, unser Verständnis der globalen Ozeanzirkulation zu entwickeln.
* Meeressedimente: Die Expedition sammelte und analysierte große Mengen mariner Sedimente und lieferte Einblicke in die geologische Geschichte der Ozeane und die Prozesse, die die Erde formen.
* Das Konzept des „Challenger Abyss“: Dieser Begriff wurde von Thomson geprägt, um den tiefsten Teil des Meeresbodens zu beschreiben, den sie während der Expedition entdeckten. Später wurde daraus der Begriff „Mariana-Graben“.
Thomsons Arbeit an der Challenger-Expedition war eine monumentale wissenschaftliche Leistung, die unser Verständnis der Ozeane und des Lebens in ihnen grundlegend veränderte. Er gilt als einer der Pioniere der modernen Ozeanographie.