Официальной целью экспедиции, организованной Британским правительством в 1768 году, было наблюдение из южных широт за редким астрономическим явлением – прохождением Венеры по диску Солнца. В июне следующего года эта задача была с успехом выполнена, однако Кук и не думал возвращаться в Плимут. Согласно секретному плану, он повел корабль дальше на юг, на поиски «Терра аустралис инкогнита» – неведомой южной земли.
19 апреля 1770 года в судовом журнале корабля Endeavour впервые появилась запись с описанием австралийских берегов. Член Британского географического общества, ботаник Джозеф Бенкс был настольно воодушевлен красотой открывшихся ландшафтов и разнообразием австралийской флоры, что убедил Кука назвать первый попавшийся залив – Ботани Бей.
Исследовав северное и восточное побережье вновь открытой земли, 22 августа 1770 года Джеймс Кук именует её Новым Южным Уэльсом и провозглашает собственностью британской короны. Интересно, что в своей докладной записке, представленной на суд правительства и Королевского географического общества, капитан признал Австралию не пригодной для колонизации якобы из-за отсутствия на ней пресной воды. Эта ошибка ещё на 18 лет отсрочила заселение Южного континента европейцами и продлила жизнь местным племенам.
