Carterets forskningar inriktades framför allt på Stilla havet, dit han kom som deltagare i John Byrons världsomsegling 1764–66. År 1766 lämnade han Plymouth tillsammans med kapten Samuel Wallis för en sydpolsexpedition. Sedan de förlorat kontakten med varandra vid Magellans sund fortsatte Carteret på egen hand och genomförde 1766–69 forskningar i