* Hlubinný život: Thomson a jeho tým objevili obrovské množství dříve neznámých forem života žijících v hlubinách moře, včetně nových druhů ryb, bezobratlých a mikroorganismů. To zpochybnilo převládající přesvědčení, že v takových hloubkách nemůže existovat žádný život.
* Topografie oceánského dna: Expedice Challenger pečlivě zmapovala dno oceánu a odhalila jeho složitou a různorodou topografii, včetně hor, příkopů a rozlehlých plání. Tato data položila základ moderní oceánografie.
* Oceánské proudy: Thomson studoval oceánské proudy a jejich vliv na mořský život a podnebí, což pomohlo rozvinout naše chápání globální cirkulace oceánů.
* Mořské sedimenty: Expedice shromáždila a analyzovala obrovské množství mořských sedimentů, což poskytlo vhled do geologické historie oceánů a procesů, které utvářejí Zemi.
* Koncept „propasti Challenger“: Tento termín vymyslel Thomson pro označení nejhlubšího místa oceánského dna, které objevili během expedice. Později ustoupilo termínu „Mariana Trench“.
Thomsonova práce na expedici Challenger byla obrovským vědeckým úspěchem, který zásadně změnil naše chápání oceánů a života v nich. Je považován za jednoho z průkopníků moderní oceánografie.