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  湯姆森1830年3月5日出生於蘇格蘭林利斯戈,父親是醫生。1846年進入愛丁堡大學醫學系,不過他對植物學、動物學和地質學更感興趣。1850-1870年在數所大學教動物學和植物學,期間娶珍妮·道森為妻。1868-1869年,他在英國海軍資助下進行探險,在4427米的水下發現生物。當時英國科學界流行愛德華·福布斯的觀點,認為深海中沒有生物,然而湯姆森的報告《海洋的深度》(1873)卻闡述了與之針鋒相對的觀點。  1871年,湯姆森申請進行新的考察活動,次年12月21日“挑戰者號”出發,同行的還有6位科學家、3位生物學家。整個探險長達三年半,測出了海洋最深的地點,發現4417種新的物種。1876年船員們回到英國,次年湯姆森做了報告,並在愛丁堡成立專門的工作室整理探險資料。1877年發表《“挑戰者”之旅》報告,並被授予爵位。然而他的健康卻急轉直下,1882年在家鄉去世。
查爾斯·威維爾·湯姆森(英語:Charles Wyville Thomson,1830年-3月5日-1882年-3月10日),蘇格蘭博物學家和海洋動物學家。他曾擔任挑戰者號遠征首席科學家。