美洲大陆发现以后，为了获取更多的黄金、香料，西班牙航海者继续寻找新的“黄金宝地”。1513年，探险家巴尔波亚从北向南穿越了巴拿马地峡，在山顶望见太平洋水面，称之为“大南海”。这一发现为麦哲伦的环球远航开辟了道路。
费尔南多．麦哲伦(1480～1521年)，葡萄牙著名航海家，青年时期曾随远洋船队到过印度和马六甲，1512年至1513年初，足迹遍及苏门答腊、爪哇、西里伯斯(今苏拉威西岛)、班达群岛等地，为环球远航积累了弛航海经验。
受地圆学说的影响，麦哲伦热衷于西向横越大西洋、“大南海”到摩鹿加群岛(香料群岛，即今印度尼西亚马鲁古群岛)的航线。经多次恳请葡萄牙国王未果，麦哲伦转而求助于西班牙。在西班牙国王查理一世的支持下，1519年9月20日，麦哲伦带领5艘海船，234名海员从西班牙圣罗卡港出航，越过大西洋后沿南美洲东海岸南下，于1520年3月31日在今阿根廷南部的圣胡利安港过冬。同年8月24日，船队驶离圣胡利安港，继续南下，花了28天时间通过火地岛与美洲大陆问的海峡——后人称之为“麦哲伦海峡”，驶入了“大南海”。在1520年11月底到次年3月初，船队在“大南海”连续航行3个多月，从未遇到暴风雨和巨浪的袭击，因此称它为“太平洋”。
1521年3月16日，麦哲伦船队到达菲律宾群岛中的三描岛，25日又来到马索华岛，26日通过与土著人对话，麦哲伦欣喜若狂，他从西方绕到东方的理想已经实现了。4月27日，麦哲伦在与土著居民的冲突中丧生。他的船队在德尔．卡诺的指挥下继续横越，沿着葡萄牙人熟悉的航路绕过好望角，于1522年9月8日回到西班牙的塞维利西港，完成了人类历史上第一次环球航行。此行使地圆学说得到了证实。