这块陆地有多大呢？为回答这个问题，库克沿着澳大利亚东岸航行。在这些海域，“努力”号船一次又一次与灾难擦肩而过。如今我们已知道，这儿是世界上最危险的海域之一。有一次它确实撞上了东西，但卓越的航海技术挽救了它。在五个月期间，这条运煤三桅帆船绕着暗藏危险的东岸绘制海图。1770年8月19日，库克以国王的名义正式占有了这块新发现的土地。然后，他启航回家，途中考察了新几内亚南部沿岸的一大片连绵的土地。八个月后他抵达英国。此行，库克又为不列颠王国添了两颗珍贵的宝石——澳大利亚和新西兰；绘制出了世界上某些最危险和遥远海域的地图；凭借抗坏血病的措施，他还找到并挽救了比在拿破仑战争中为国献身的英国海员的生命还多的办法，并在他的航海日记里写下了航海业的世界经典著作。
被他的发现所激励，英国海军部于1772年再次派库克前往南太平洋，寻找位于那儿的被信以为真的一个庞大大陆。这一次库克拥有两艘船，“决心”号和“冒险”号。这两艘坚固的船搜索了地球上最荒凉的南极海域达两万里格[374]。其间，他曾用木质船头探入可怕的浮冰群，曾勇敢面对漂浮的冰山。这历史上第一次的环南极冰盖航行，永远地戳穿了南太平洋是适于居住的南部大陆的神话。在澳大利亚东北部，他也有绝对新的发现，例如新喀里多尼亚和诺福克这样的大岛。在南大西洋，他为大不列颠获得了我们今天所称的南乔治亚岛。这次航行持续了将近三年。