* Djuphavsliv: Thomson och hans team upptäckte ett stort antal tidigare okända livsformer som lever i djuphavet, inklusive nya arter av fisk, ryggradslösa djur och mikroorganismer. Detta utmanade den rådande uppfattningen att inget liv kunde existera på sådana djup.
* Topografi på havsbotten: Challenger-expeditionen kartlade noggrant havsbotten och avslöjade dess komplexa och varierade topografi, inklusive berg, diken och vidsträckta slätter. Dessa data lade grunden för modern oceanografi.
* Havsströmmar: Thomson studerade havsströmmar och deras inverkan på livet och klimatet i havet, vilket bidrog till att utveckla vår förståelse för den globala havscirkulationen.
* Marina sediment: Expeditionen samlade in och analyserade stora mängder marina sediment, vilket gav insikter i havens geologiska historia och de processer som formar jorden.
* Begreppet "Utmanaravgrunden": Denna term myntades av Thomson för att beskriva den djupaste delen av havsbotten, som de upptäckte under expeditionen. Det gav senare plats för termen "Mariana Trench".
Thomsons arbete på Challenger-expeditionen var en monumental prestation inom vetenskapen, som i grunden förändrade vår förståelse av haven och livet inom dem. Han anses vara en av pionjärerna inom modern oceanografi.