Austrália bola zo všetkých osídlených svetadielov objavená najneskôr – až na začiatku 17. storočia. V tejto dobe boli Európanom ostatné svetadiely (s výnimkou Antarktídy) dobre známe. Hlavná príčina neskoršieho objavenia Austrálie je predovšetkým jej vzdialenosť do nielen od Európy, ale aj od ostatných svetadielov.

Austráliu objavil britský moreplavec James Cook, ktorý mal počas svojej prvej plavby okolo sveta pozorovať prechod Venuše popred Slnko. Tento jav mal nastať 3. júna 1769 a bolo ho možné pozorovať len z južnej pologule. Cookovou úlohou bolo teda pozorovať tento jav z ostrova Tahiti v Tichom oceáne a pokúsiť sa nájsť tajomný južný kontinent (Terra Australis). Tento kontinent sa mal podľa vtedajších zemepiscov nachádzať niekde na južnej pologuli.

25. augusta 1768 vyplával z prístavu Plymouth James Cook spolu posádkou na lodi Endeavour. Po zastávkach na Madeire a v Riu de Janeiro oboplávala Hornov mys. 13. apríla 1769 (18 mesiacov plavby) loď zakotvila na ostrove Tahiti. Po pozorovaní prechodu Venuše popred Slnko, loď Endeavour vyplávala z Tahiti a Cook začal podľa tajného príkazu hľadať južný kontinent. Najprv objavil Ruruteu v Tubuaiskom súostroví a potom zamieril na západ k Novému Zélandu. 6. októbra 1769 Cook ako druhý Európan priplával k Novému Zélandu. Prvý Európan, ktorý priplával k Novému Zélandu bol Abel Tasman. Do konca marca 1770 oboplával Nový Zéland a veľmi presne ho zmapoval. Taktiež objavil prieliv medzi jeho dvoma ostrovmi (dnes Cookov prieliv). Z Nového Zélandu zamieril na sever a v druhej polovici apríla 1770 sa doplavil k východnému pobrežiu Austrálie, ktoré bolo dovtedy ešte neznáme. Toto územie čiastočne zmapoval, pomenoval ho Nový Južný Wales a zabral ho pre Veľkú Britániu. Pokračoval pozdĺž Veľkej koralovej bariéry, kde sa jeho loď po náraze do atolu takmer potopila. Ďalej pokračoval k dnešnej Indonézii (vtedy Batávia) a do Veľkej Británie sa vrátil 12. júna 1771.