Som konge ga han sin støtte til borgerne i byen Lyon i 1524 til å finansiere ekspedisjonen til italieneren Giovanni da Verrazzano til Nord-Amerika. På ekspedisjonen krevde Verrazzano Newfoundland for den franske kronen. I 1534 sendte han Jacques Cartier for å utforske elven St. Lawrence River i Quebec for å finne «certaines îles et pays où l'on dit qu'il se doit trouver grande quantité d'or et autres riches choses» – «bestemte øyer og land hvor det er sagt at det må være store mengder gull og andre rikdommer». I 1541 sendte han Jean-François de la Roque de Roberval for å bosette seg i Canada og for å spre den katolske tro.