Ekspedisi Challenger tahun 1872-76 adalah sebuah ekspedisi ilmiah yang membuat banyak penemuan untuk meletakkan dasar-dasar oseanografi, dinamai setelah kapalnya, HMS Challenger.
Kapal ini, dipimpin Kapten George Nares, berlayar dari Portsmouth, Inggris, tanggal 21 Desember 1872.[1] Dibawah pengawasan ilmiah Thomson sendiri, kapal ini telah berlayar hampir 70.000 mil laut mensurvei dan menjelajah. Hasilnya adalah Report Of The Scientific Results of the Exploring Voyage of H.M.S. Challenger during the years 1873-76 yang, di antara banyak penemuan lainnya, mencatat lebih dari 4.000 spesies yang belum diketahui sebelumnya. John Murray, yang memimpin penerbitannya, menjelaskan laporan ini sebagai "kemajuan terbesar dalam ilmu pengetahuan planet kita sejak penemuan abad ke-15 dan 16". Kapal Challenger berlayar dekat dengan benua Antartika tetapi tidak berlabuh di sana.[2]
Challenger kembali ke Spithead, Hampshire pada 24 Mei 1876, setelah menghabiskan 713 hari di laut dari 1.606 hari perjalanannya.[1] Pada pelayarannya sejauh 68.890-mil-laut (127.580 km),[1] kapal ini telah melakukan 492 pengukuran kedalaman, 133 pengerukan dasar laut, 151 penjaringan air terbuka, 263 observasi temperatur air, dan menemukan sekitar 4717 spesies baru dalam kehidupan lautan. Salinan catatan tertulis mengenai Ekspedisi Challenger sekarang disimpan di ebberapa institusi kelautan di seluruh Britania Raya termasuk National Oceanography Centre, Southampton dan Dove Marine Laboratory di Cullercoats, Tyne and Wear.