出身草根的庫克在航海史上立下了非凡的成就，在前后12年三次探索太平洋的經(jīng)歷中，他走遍太平洋不少未為歐洲人所知的領(lǐng)域，雖然他未能找到傳說中“未知的南方大陸”和西北航道，不過在他的帶領(lǐng)下，歐洲人仍然首次踏足不少好像是澳洲東岸和“桑威奇群島”（即夏威夷群島）等西方人未曾登陸過的地域，由他命名的地方更是遍布太平洋各地。

他以更精確的航海技術(shù)制作航海圖，為當(dāng)時(shí)航海史上一大突破。種種成就促使他在2002年由英國廣播公司舉辦的英國百大偉人選舉中名列第12位。要制作精確的航海圖，航海家有必要充分掌握緯度和經(jīng)度。透過運(yùn)用背測式測天儀（Backstaff）或象限儀（Quadrant），航海家可以在水平線上測量太陽或星宿的角度，然后再準(zhǔn)確得出緯度。不過，如要準(zhǔn)確得出經(jīng)度，航海家就須要清楚了解地球表面不同地點(diǎn)之間的時(shí)間差別，這使得經(jīng)度的計(jì)算變得相當(dāng)困難。簡而言之，地球相對太陽每日均會作360度自轉(zhuǎn)，因此經(jīng)度與時(shí)間相關(guān)，換言之，每一小時(shí)等如15度，而每四分鐘就等如一度。在第一次的航海旅程中，憑借自己的航海技術(shù)、得到隨船天文學(xué)家查爾斯·格林（Charles Green）協(xié)助、以及運(yùn)用新出版的《航海歷書》（The Nautical Almanac），庫克能夠準(zhǔn)確地測量經(jīng)度。尤其是透過運(yùn)用《航海歷書》，他能夠從計(jì)算月角距的方法入手，方法是，在日間，他先計(jì)算月亮與太陽的角距離，以便從《航海歷書》中判斷皇家格林尼治天文臺的實(shí)際時(shí)間；如果在晚間，則可以計(jì)算月亮與任何一顆八大星宿的角距離，以同樣判斷出皇家格林尼治天文臺的實(shí)際時(shí)間。得出這個(gè)時(shí)間后，再量度太陽、月亮、或其他星宿的海拔高度以得出所在地的時(shí)間，把兩個(gè)時(shí)間相比較，便可得出所在地的經(jīng)度。在第二次的航海旅程中，庫克帶備了由拉科姆·肯德爾制作的K1型經(jīng)線儀，這部經(jīng)線儀直徑長五英吋（13厘米），狀似一個(gè)大型的懷表，是仿照約翰·哈里森的H4型鐘制作。這款鐘曾經(jīng)用于商船特福德號（Deptford's）于1761年至1762年前往牙買加的旅程，證實(shí)該鐘在長途的海路旅程中，仍然能夠準(zhǔn)確顯示皇家格林尼治天文臺的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。因此，透過運(yùn)用肯德爾的K1型經(jīng)線儀，庫克比起以往能夠更快和更準(zhǔn)確地測出經(jīng)緯度，以制作更多更精細(xì)和準(zhǔn)確的航海圖。另一方面，庫克在第一次的探索旅程中，全程沒有一人因?yàn)閴难《鴨拭?，這在當(dāng)時(shí)是一項(xiàng)少有的成就。庫克在旅途中嘗試不同的方法防止船員患上壞血病，當(dāng)中他發(fā)現(xiàn)預(yù)防壞血病的關(guān)鍵，是要經(jīng)常向船員提供充足的新鮮食物，尤其是青檸等含豐富維他命C的蔬果。庫克把這方面的研究成果寫成詳細(xì)報(bào)告，并提交皇家學(xué)會，促使他在1776年獲學(xué)會頒授科普利獎?wù)乱宰鞅頁P(yáng)。庫克也是第一位在太平洋地區(qū)與不同人士具廣泛接觸和交流的歐洲人。盡管了解到太平洋各個(gè)島嶼相距千里，但他仍正確地認(rèn)為各地島民均具一定關(guān)聯(lián)（詳見馬來-波利尼西亞語族條目）。庫克又相信太平洋地區(qū)的波利尼西亞人應(yīng)該起源于亞洲地區(qū)，這個(gè)看法后來得到英國人類基因教授布賴恩·賽克斯（Bryan Sykes）等學(xué)者的支持；至于在新西蘭，庫克到訪的事跡則常被后人視為當(dāng)?shù)乇恢趁竦鼗男蚰弧炜说某删筒粏沃篂楫?dāng)時(shí)的英國所重視，而且也為西方多國所肯定。在1779年的時(shí)候，英國雖然正與北美十三州殖民地爆發(fā)獨(dú)立戰(zhàn)爭，但時(shí)在法國的美國駐法公使本杰明·富蘭克林依舊特別鄭重向美方所有戰(zhàn)艦發(fā)出指示，要求他們?nèi)绻錾蠋炜说呐炛?，?wù)必友善對待，不應(yīng)視對方為敵，且不應(yīng)作不必要的拘留?？墒?，富蘭克林在發(fā)出指示前約一個(gè)月，庫克本人早已于夏威夷島遇害身亡。 除了庫克以外，不少有份參與歷次大平洋航海旅程的科學(xué)家和其他隨員，均在旅程途中作出不少重要貢獻(xiàn)。當(dāng)中，有份參與第一次航海旅程的植物學(xué)家約瑟夫·班克斯和來自瑞典的丹尼爾·索蘭德兩人，在途中采集了超過3,000件植物標(biāo)本。建基于其親身經(jīng)歷，班克斯后來更成為英國在澳洲殖民的主要支持者之一。此外，在庫克第一次探索旅程中擔(dān)任隨船畫師的西德尼·帕金森（Sydney Parkinson）雖然在旅程結(jié)束前喪命，但他在旅途中遺下了264幅植物插畫，對當(dāng)時(shí)的英國植物學(xué)界而言深具科學(xué)價(jià)值。在庫克的第二次和第三次航海旅程中分別擔(dān)任畫師的威廉·霍奇斯（William Hodges）和約翰·韋伯（John Webber），也在大溪地、復(fù)活節(jié)島、夏威夷和努特卡海峽等地繪畫不少風(fēng)景畫和人物肖像，這些畫作均得以留傳后世。不少隨庫克出海的皇家海軍初級軍官在日后也各有所成，曾經(jīng)隨庫克出任航海長的威廉·布萊（William Bligh）后來擔(dān)任HMS邦蒂號（HMS Bounty）艦長，并且是1789年邦蒂號叛變事件中被船員推翻的主角。布萊后于1806年出任新南威爾士總督，但在1808年再于蘭姆酒叛亂中被起事軍人推翻。曾在庫克船隊(duì)中任職候補(bǔ)海軍少尉的喬治·溫哥華則在1791年至1794年間奉命帶領(lǐng)船隊(duì)探索北美太平洋海岸地區(qū)，對勘察北美西北岸一帶具重要貢獻(xiàn)。至于曾經(jīng)參與庫克第三次航海旅程的喬治·迪克森（George Dixon），日后也組織了自己的探索隊(duì)到太平洋地區(qū)。在18世紀(jì)中期，西方文明對其他文明的影響是西方思想家的辯論焦點(diǎn)之一，不少學(xué)者認(rèn)為西方文明優(yōu)化了其他文明，但也有學(xué)者認(rèn)為西方文明的入侵腐化了其他文明。庫克的三次航海探索正值這個(gè)辯論的高潮，因此他的航海發(fā)現(xiàn)或多或少讓西方思想家對地球另一邊鮮為西方所知的文化有稍進(jìn)一步的了解。不過，庫克對這個(gè)命題并不特別關(guān)心，從他的周記所見，也不見得出他對“高貴的野蠻人”（Noble Savage）這種在當(dāng)時(shí)盛行的看法有特別的興趣。在19世紀(jì)，波蘭裔英國小說家約瑟夫·康拉德曾經(jīng)對歷代航海家和探險(xiǎn)家的動機(jī)作出比較，他認(rèn)為庫克以前的航海家和探險(xiǎn)家主要以“掠奪”（acquisitive）為動機(jī)，而庫克則主要以“科學(xué)”（scientific）為動機(jī)，因此兩者本質(zhì)上具有顯著的分別。但有其他學(xué)者認(rèn)為，庫克三次航海旅程的費(fèi)用要由英國政府動用公帑承擔(dān)，這意味出海的計(jì)劃和目的受到納稅人監(jiān)察，在這種背景下，庫克在旅程途中也不時(shí)把新發(fā)現(xiàn)的地方宣告為英國領(lǐng)土，因此，如果說他的航海旅程完全不具“掠奪”性質(zhì)，也不是準(zhǔn)確的說法。踏入20世紀(jì)以后，不少西方學(xué)者開始認(rèn)為歷次航海發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致了性病、酒精飲料和槍械等隨西方文明傳入未為西方人開發(fā)的地方，對這些地方的禍害大于益處。同樣，庫克的新發(fā)現(xiàn)對太平洋地區(qū)的貢獻(xiàn)，以至于他的遇害真相，向來也是學(xué)術(shù)界的爭辯焦點(diǎn)之一。關(guān)注到庫克的遇害原因，普遍學(xué)者認(rèn)為，夏威夷島民的文明與西方文明不同，島民對庫克由盲目崇拜變成怨恨，是庫克遇害的原因，這種看法得到由美國人類學(xué)家馬歇爾·薩林斯等學(xué)者支持；然而，也有學(xué)者質(zhì)疑這種看法，認(rèn)為把夏威夷島民視為較不理智的一群是不恰當(dāng)?shù)牧⒄?。支持這種看法的學(xué)者包括美國人類學(xué)家加納納什·奧貝賽克拉（Gananath Obeyesekere）等人，他們認(rèn)為夏威夷島民與庫克一行人擁有同等的理智，庫克遇害是因?yàn)樗钠庠诼猛竞笃谧兊霉殴?，而且在島上掠奪物資，最終才會招來殺機(jī)。 美國和夏威夷州均有不少事物紀(jì)念庫克。當(dāng)中，庫克在夏威夷島遇害的地方附近有一塊白色方尖碑，方尖碑在1874年豎立，以紀(jì)念庫克遇害一事；在附近的一個(gè)小鎮(zhèn)，則被命名為庫克船長鎮(zhèn)（Captain Cook）。在1928年，美國政府發(fā)行了一款為數(shù)10,008枚的50美分硬幣，紀(jì)念庫克發(fā)現(xiàn)夏威夷150周年，硬幣表面刻有庫克的形象，由于發(fā)行量少，因此這款紀(jì)念硬幣相當(dāng)罕有和值錢。至于美國國家航空航天局在太陽神15號登月任務(wù)中，對指令服務(wù)艙使用的呼號“奮進(jìn)”、以及后來的航天飛機(jī)發(fā)現(xiàn)號和奮進(jìn)號，都是以庫克的HMS發(fā)現(xiàn)號和HMS奮進(jìn)號命名，而月球上的一處撞擊坑也被命名為庫克撞擊坑。在澳洲、新西蘭和大洋洲地區(qū)，不少地方均以庫克命名，當(dāng)中包括庫克群島和庫克海峽，而遠(yuǎn)至北美洲的阿拉斯加也有庫克灣，受庫克的影響，在澳洲文化中，英文俚語“Captain Cook”（庫克船長）一詞更常有“Look”（看）的意思。此外，昆士蘭北部設(shè)有詹姆士庫克大學(xué)，該校創(chuàng)于1970年，是昆士蘭北部第一所大學(xué)。除了上述地方，地球上也有兩處地方命名為庫克峰，其中一座庫克峰位于新西蘭，是當(dāng)?shù)刈罡呱椒?；另一座庫克峰則位于美國阿拉斯加與加拿大育空地區(qū)交界，是根據(jù)英美《阿拉斯加邊界條約》中劃定的其中一座邊境山峰。在英國，早期以庫克為對象的其中一塊紀(jì)念碑位于白金漢郡瓦什府（The Vache）內(nèi)，庫克生前是瓦什府的?？?，而紀(jì)念碑則由曾任紐芬蘭總督的屋主海軍上將曉治·帕利澤爵士（Admiral Sir Hugh Palliser）豎立。帕利澤與庫克都是同時(shí)代的皇家海軍軍官，也是庫克的贊助人之一。在1827年，北約克郡伊斯比沼澤（Easby Moor）又豎立了一座體積龐大的方尖碑，方尖碑的位置正好可以遠(yuǎn)望庫克兒時(shí)的居住地大艾頓。在1978年，為紀(jì)念庫克誕辰250周年，庫克的出生地馬頓還建成了庫克船長誕生地博物館。博物館位于斯圖爾特公園（Stewart Park）內(nèi)，園內(nèi)一處置有一座用花崗石打造的花瓶雕塑，用來標(biāo)示庫克大約的出生地點(diǎn)。除了誕生地博物館，馬頓市內(nèi)另有不少以庫克命名的事物，這些事物計(jì)有小學(xué)、購物中心和醫(yī)院等等，一座由瑞典雕塑家克萊斯·歐登柏格制作，籍以紀(jì)念庫克的水瓶狀雕塑，也在1993年豎立于馬頓市內(nèi)。在倫敦，位于沙德維爾大路附近一處大型商住屋苑內(nèi)，置有一塊細(xì)小的藍(lán)色紀(jì)念匾，該匾標(biāo)示出庫克當(dāng)年在倫敦東區(qū)的大約居住地點(diǎn)。值得一提的是，英政府在2006年以庫克的全名為新建成的皇家研究船RRS詹姆士庫克號（RRS James Cook）命名，并取代退役的RRS查爾斯達(dá)爾文號（RRS Charles Darwin），為英國政府負(fù)起出海作科學(xué)研究的用途。