在1760年代还获纽芬兰总督托马斯·格雷夫斯（Thomas Graves）聘任为海事测量师，负责为纽芬兰岛参差不齐的海岸制作地图。他最初于1763年至1764年测量该岛西北岸，随后在1765年至1766年测量比尔仁半岛（Burin Peninsula）至雷角的南岸地区，最终在1767年完成西岸地区。在五年时间当中，库克为纽芬兰海岸绘制有史以来首批大规模和精确的地图，他不时游走于英国和纽芬兰两地之间，春夏两季的时候负责测量地形，踏入秋冬以后就乘船返回英国，并在途中绘制航海图。库克在测绘期间经常需要抵受恶劣