* Syvänmeren elämä: Thomson ja hänen tiiminsä löysivät suuren joukon syvässä meressä eläviä aiemmin tuntemattomia elämänmuotoja, mukaan lukien uusia kalalajeja, selkärangattomia ja mikro-organismeja. Tämä kyseenalaisti vallitsevan uskomuksen, ettei elämää voisi olla olemassa niin syvyyksissä.
* Valtameren pohjan topografia: Challenger-retkikunta kartoitti huolella valtameren pohjan paljastaen sen monimutkaisen ja vaihtelevan topografian, mukaan lukien vuoret, juoksuhaudot ja laajat tasangot. Nämä tiedot loivat perustan nykyaikaiselle valtameritutkimukselle.
* Merivirrat: Thomson tutki merivirtoja ja niiden vaikutusta meren elämään ja ilmastoon, mikä auttoi kehittämään ymmärrystämme maailmanlaajuisesta valtamerikierrosta.
* Merisedimentit: Retkikunta keräsi ja analysoi valtavia määriä meren sedimenttejä tarjoten näkemyksiä valtamerten geologisesta historiasta ja maapallon muovaavista prosesseista.
* "Challengerin kuilun" käsite: Thomson loi tämän termin kuvaamaan merenpohjan syvintä osaa, jonka he löysivät tutkimusmatkan aikana. Myöhemmin se väistyi termille "Mariana Trench".
Thomsonin työ Challenger-matkalla oli tieteen monumentaalinen saavutus, joka muutti perusteellisesti käsityksemme valtameristä ja niiden sisältämästä elämästä. Häntä pidetään yhtenä modernin merentutkimuksen pioneereista.