* Život u morskim dubinama: Thomson i njegov tim otkrili su široku lepezu dosad nepoznatih oblika života koji žive u dubokom moru, uključujući nove vrste riba, beskralješnjaka i mikroorganizama. To je dovelo u pitanje prevladavajuće uvjerenje da na takvim dubinama ne može postojati život.
* Topografija oceanskog dna: Ekspedicija Challenger pomno je mapirala dno oceana, otkrivajući njegovu složenu i raznoliku topografiju, uključujući planine, rovove i goleme ravnice. Ovi su podaci postavili temelje moderne oceanografije.
* Oceanske struje: Thomson je proučavao oceanske struje i njihov utjecaj na morski život i klimu, pomažući u razvoju našeg razumijevanja globalne oceanske cirkulacije.
* Morski sedimenti: Ekspedicija je prikupila i analizirala ogromne količine morskih sedimenata, dajući uvid u geološku povijest oceana i procese koji oblikuju Zemlju.
* Koncept "Challenger ambisa": Ovaj izraz je skovao Thomson kako bi opisao najdublji dio oceanskog dna, koji su otkrili tijekom ekspedicije. Kasnije je ustupio mjesto izrazu "Marijanska brazda".
Thomsonov rad na ekspediciji Challenger bio je monumentalno postignuće u znanosti, iz temelja promijenivši naše razumijevanje oceana i života u njima. Smatra se jednim od pionira moderne oceanografije.