* Hlbokomorský život: Thomson a jeho tím objavili obrovské množstvo predtým neznámych foriem života žijúcich v hlbokom mori, vrátane nových druhov rýb, bezstavovcov a mikroorganizmov. To spochybnilo prevládajúcu vieru, že v takých hĺbkach nemôže existovať žiadny život.
* Topografia oceánskeho dna: Expedícia Challenger starostlivo zmapovala dno oceánu a odhalila jeho zložitú a rôznorodú topografiu vrátane hôr, zákopov a rozsiahlych plání. Tieto údaje položili základ modernej oceánografie.
* Oceánske prúdy: Thomson študoval morské prúdy a ich vplyv na morský život a klímu, čím pomohol rozvinúť naše chápanie globálnej cirkulácie oceánov.
* Morské sedimenty: Expedícia zhromaždila a analyzovala obrovské množstvo morských sedimentov, čím poskytla prehľad o geologickej histórii oceánov a procesoch, ktoré formujú Zem.
* Koncept „priepasti Challenger“: Tento termín vymyslel Thomson na označenie najhlbšej časti dna oceánu, ktorú objavili počas expedície. Neskôr ustúpila termínu „Mariana Trench“.
Thomsonova práca na expedícii Challenger bola obrovským úspechom vo vede, ktorý zásadne zmenil naše chápanie oceánov a života v nich. Je považovaný za jedného z priekopníkov modernej oceánografie.