В связи с тем, что открытые Колумбом новые земли оказались вовсе не Азией, а новым материком, который стоял преградой на пути к Индии и Китаю, встал вопрос о поисках обходного маршрута.
Испанский король Карл I, так м не получавший большой прибыли от своих владений в Вест-Индии, посылает португальца Ф. Магальяйнша (Магеллана) в экспедицию, которой ставится цель – обогнуть американский континент с юга и через Тихий океан дойти до Азии.
В ходе этого, первого кругосветного путешествия (20 сентября 1519 – 6 сентября 1522 г.г.) Ф. Магеллан открыл пролив между Южной Америкой и островом Огненная Земля (Магелланов пролив), прошел через него в Тихий океан, исследуя его, открыл Марианские острова, и доплыл до Филиппинских островов.
В 1529 году Испания и Португалия заключили Сарагосский договор о новом разделе мира, где Азия (за исключением Филиппинских островов) была признана сферой интересов Португалии, а бассейн Тихого океана (Океания) – Испании. Полномасштабное открытие Океании и Австралии началось во второй половине XVI века. Были открыты и описаны Соломоновы острова мореплавателем А. Менданья де Нейра (1567–1569 г.г.), в 1595 году изучены острова Маркизские и Санта-Крус (А. Менданья де Нейра), в 1605 году захвачены острова Новые Гибриды испанцем П.Ф. Кирос.
В начале XVII веке нашла подтверждение популярная в Европе гипотеза о существовании огромного южного материка. Скорее всего, еще в XVI веке на северные берега Австралии высаживались португальцы, но все же честь ее открытия отдана голландцу В. Янцу, который в 1606 году первый исследовал западное побережье полуострова Кейп-Йорк. В том же году испанец Л.В. Де Торрес открыл пролив Торреса между Австралией и островом Новая Гвинея. 1610–1630-е годы ознаменовались несколькими голландскими экспедициями, которые обследовали северные берега материка. В ходе своего первого путешествия (1642–1643 г.г.) голландец Я.А. Тасман обошел Австралию с юга, доказав, что она представляет собой единый континент, и открыл острова Тасмания, Новая Зеландия, Тонга и Фиджи. Второе путешествие в 1644 году позволило ему исследовать побережье залива Карпентария. Так завершилось открытие Океании и Австралии.
Однако тяжелые климатические условия, большая часть континента – пустыни и полупустыни, а так же нехватка водных ресурсов, удаленность от основных путей сообщения и отсутствия запасов золота и пряностей ослабило интерес к исследованиям в глубине материка вплоть до XIX века.