Fils d'un ouvrier agricole, plus tard fermier, il fut placé en apprentissage à Straith, près de Whitby, s'y embarqua sur des navires charbonniers. En 1755, il entra dans la marine royale comme simple matelot. Il acquit sans maître les notions de mathématiques et d'astronomie nécessaire à la navigation. Remarqué par Palliser, commandant de l'Eagle, il reçut de l'avancement, et devint maître d'équipage. Ill était en cette qualité à bord du Mercury en 1759, sonda le Saint-Laurent et en dressa une bonne carte. Il se distingua dans l'expédition de 1762 contre Terre-Neuve, revint se marier (12 décembre 1762) en Angleterre avec Elisabeth Batts, releva de 1764 à 1767 les côtes de Terre-Neuve.

Premier voyage : le passage de Vénus.
Il publia dans les Philosophical Transactions de la Société royale de Londres l'observation d'une éclipse de Soleil (août 1766) qui accrut fort sa réputation. Aussi lorsque la Société royale obtint l'envoi dans les mers du Sud d'un navire chargé d'observer le passage de Vénus sur le Soleil, au refus de Dalrymple, on confia le commandement de l'expédition à Cook. Il fut nommé lieutenant de vaisseau et reçut l'Endeavour, bâtiment de 370 tonnes; plusieurs savants, dont l'astronome Charles Green (qui mourra de la dysenterie en janvier 1771, sur le chemin du retour) et les naturalistes Banks et Solander, l'accompagnaient. Il partit de Londres le 30 juillet, de Plymouth le 26 août, doubla le cap Horn le 26 janvier 1769, passa en vue des îles Pomotou découvertes par Bougainville et atterrit le 13 avril 1769 à Tahiti où il s'établit pour ses observations astronomiques. Le passage de Vénus fut observé le 3 juin, à l'aide de télescopes de 60 cm de focale, grossissant 140 fois, depuis un observatoire construit au nord de l'île, et protégé des larcins des Locaux, par un fort baptisé Fort Vénus.

Le 13 juillet, Cook remit à la voile; il découvrit de nombreuses îles qu'il dénomma îles de la Société en l'honneur de la Société royale; puis, se dirigeant vers le Sud à la recherche du continent austral, il retrouva la Nouvelle-Zélande déjà vue par Van Diemen. De novembre 1769 à mars 1770, il en accomplit la circumnavigation; le 28 avril, il mouilla sur les côtes de la Nouvelle-Hollande (Australie) au lieu qu'il nomma Botany Bay, longea la côte Est dont il prit possession au nom de la Grande-Bretagne et qu'il appela NouvelleGalles; il faillit périr sur les récifs, revint par le détroit de Torres et après une relâche de dix semaines à Batavia, regagna l'Angleterre où l'Endeavour jeta l'ancre le 11 juin 1771 dans la rade des Dunes. Ce voyage de trois années inspira une admiration universelle, tant par l'énergie de Cook qui avait perdu la moitié de son équipage et ramené un navire presque désemparé en surmontant d'incroyables difficultés, que par la précision et l'abondance des renseignements scientifiques recueillis.

Deuxième voyage : le continent austral.
Dès l'année suivante on chargea Cook (promu au rang de capitaine le 11 juin 1771) d'une nouvelle expédition afin de vérifier l'existence d'un grand continent austral. On lui donna deux navires, la Résolution, de 462 tonnes, l'Adventure, de 336 tonnes. Il partit de Plymouth le 13 juillet 1772, doubla le cap de Bonne-Espérance et s'avança vers le Sud jusqu'au 67° lat. Sud (16 janvier 1773); arrêté par la glace, séparé de l'Adventure perdue dans le brouillard, il mit le cap sur la Nouvelle-Zélande; il y retrouva l'Adventure dont le commandant Furneaux avait exploré la côte de Van Diemen, et compléta ses études ethnographiques et hydrographiques. Il alla hiverner aux îles de la Société, découvrit l'île d'Hervey (archipel de Cook), retrouva les îles des Amis ou Tonga, explorées par Tasman, et se dirigea de nouveau vers le Sud en passant à la Nouvelle-Zélande; définitivement séparée l'Adventure, il s'avança jusqu'au 71°10' latitude Sud, par 109° longit. Ouest. Après avoir longé la banquise pendant plus de 40° de longitude sans voir aucune terre, il ramena au Nord son équipage décimé par le scorbut, visita l'île de Pâques, les Marquises et l'archipel Dangereux (Tuamotou), Tahiti, les îles Tonga, les Grandes-Cyclades de Bougainville qu'il dénomma Nouvelles-Hébrides, découvrit la Nouvelle-Calédonie, l'île Norfolk; il toucha encore à la Nouvelle-Zélande, puis revint vers la Terre de Feu, découvrit l'île Géorgie, la terre de Sandwich et se rendit au cap de Bonne-Espérance (19 mars 1775) d'où il regagna l'Angleterre (30 juillet 1775). Il n'avait perdu que quatre hommes. Les résultats de ce second voyage furent immenses; la véritable nature des régions australes fut fixée. Non seulement Cook avait résolu un problème géographique du plus haut intérêt, beaucoup avancé la cartographie de l'océan Pacifique, mais les moeurs des indigènes, la nature des produits du sol de ces terres découvertes ou retrouvées par lui étaient décrites avec une précision parfaite. On eut donc l'idée de charger Cook de résoudre, après le problème du continent austral, celui du passage du Nord-Ouest (de l'Atlantique au Pacifique).

Troisième voyage : le passage du Nord-Ouest.
Cook partit le 12 juillet 1776 de Plymouth avec la Résolution et fut rejoint au Cap par la Discovery. Il revit les îles découvertes par Crozet, Kerguelen, donna au premier archipel le nom du Prince-Edouard, toucha à la Tasmanie, à la Nouvelle-Zélande (février 1777), aux îles Hervey, passa plusieurs mois aux îles des Amis, passa à Tahiti, découvrit l'île Christmas, retrouva l'archipel des îles Hawaii qu'il appela Sandwich. Le 7 mars 1778, il atteignit a côte d'Amérique, les longea en se dirigeant vers le Nord, doubla la presqu'île d'Alaska, mouilla à la pointe extrême qu'il dénomma cap du Prince-de-Galles, franchit le détroit de Béring, mais fût arrêté par la banquise à la hauteur, du cap Glacé, Icy Cap, par 70°44 lat. Nord, le 18 août 1778. Il revint hiverner aux îles Sandwich. C'est là qu'il tomba victime d'une querelle avec les indigènes; pour se faire rendre des objets volés, il voulut arrêter le roi et fut tué dans la rixe qui s'ensuivit. Ses vaisseaux retournèrent au Kamtchatka, puis revinrent au large du Japon et de la Chine vers l'océan Indien; ils rentrèrent en Angleterre le 4 octobre 1780.

Éditions anciennes - Son premier voyage, rédigé par Hawkesworth, a été publié à Londres en 1773 (3 vol. in-4), et traduit par Suard, 1174; le deuxième, qu'il rédigeau, ou du moins dicta lui-même, a paru en 1777 (2 vol, in-4) et a été traduit en 1778 par Suard; le troisième, rédigé d'après ses journaux par le lieutenant King, a été publié à Londres en 1784 (3 vol. in-4).,et traduit par Demeunier en 1785. En bibliothèque - A. Kippis a donné une Vie de Cook, trad. Par Castera, 1788. - J. C. Beaglehole, The Life of Captain Cook, Londres, 1974.  En librairie - James Cook, Relations de voyages autour du monde,  La Découverte, 1998. - Eric Chevillard, Les absences du capitaine Cook, Minuit éditions, 2001. - Jean Giraudoux, Supplément au voyage de Cook, Grasset et Fasquelle, 2000.