HMS Endeavour
Pembelian dan perbaikan oleh Kantor Angkatan Laut

Pada tanggal 16 Februari 1768, Royal Society mengirimkan petisi kepada Raja George III di London untuk mendanai ekspedisi saintifik ke Pasifik untuk mempelajari dan mengobservasi transit Venus melewati matahari pada tahun 1769. Observasi ini bertujuan untuk mengetahui jarak antara bumi dan matahari.  Raja menyetujui ekspedisi ini pada 30 Juli 1768 sekaligus memerintahkan Kantor Angkatan Laut untuk menggabungkan ekspedisi ini dengan misi rahasia untuk menjelajah Samudra Pasifik dan menemukan daratan yang cukup luas yang telah diasumsikan berada di wilayah tersebut, Terra Australis Incognita
Royal Society menyarankan untuk memberikan pucuk kepemimpinan kepada seorang ahli geografi dari Bangsa Skotlandia, Alexander Dalrymple yang akan menerima, jika diangkat sebagai brevet kapten di Angkatan Laut Kerajaan Britania Raya. Edward Hawke yang saat itu menjabat sebagai Laksamana Besar menolak saran ini dan mengatakan bahwa dia lebih memilih memotong tangan kanannya daripada memberikan pucuk kepemimpinan sebuah kapal angkatan laut kepada orang yang tidak pernah dididik menjadi sebagai seorang pelaut. Penolakannya ini dipengaruhi oleh pembangkangan yang pernah terjadi  sebelumnya,  saat para perwira angkatan laut menolak perintah dari Dr. Edmond Halley. Pada akhirnya, Hawke memilih James Cook yang merupakan seorang perwira angkatan laut yang memiliki latar belakang matematika dan kartografi. Kemudian, Cook dipromosi menjadi letnan dan menjadi komandan dari ekspedisi ini.
Pada tanggal 27 Mei 1768, Cook  mengambil alih pucuk kepemimpinan atas kapal Earl of Pembroke yang dihargai pada bulan Maret 1768 senilai  £2.307 5s. 6d., tetapi dibeli dengan harga  £2.840 10s. 11d pada tanggal 31 Oktober 1769 untuk digunakan di dalam ekspedisi. Kapal ini diperbaiki di Deptford, di atas Sungai Thames dengan harga £2.294 yang hampir setara dengan harga asli kapal tersebut. Lambung kapalnya didempul dan dibungkus dengan kertas serat kapas yang telah dilapisi dengan campuran rambut kuda dan tar. Lapisan kertas ini dilapisi lagi dengan papan kayu yang telah dilapisi dengan campuran minyak paus, gondorukem, terpentin dan belerang, lalu dikencangkan dengan paku besi. Perombakan ini bertujuan untuk melindungi kapal dari cacing kapal. Geladak ketiga dibuat sebagai tempat kabin, ruang penyimpanan senjata dan ruang penyimpanan barang. Kabin baru berukuran sekitar dua meter persegi dengan tiap-tiap ruang gading dasar menjadi tempat Cook dan perwakilan Royal Society tinggal: naturalis Joseph Banks, asisten Banks, Daniel Solander, Herman Spöring, ahli astronomi Charles Green, seniman Sydney Parkinson dan Alexander Buchan. Kabin besar yang berada di belakang geladak berfungsi sebagai ruang kerja untuk Cook dan Royal Society. Di geladak belakang bawah, kabin yang menghadap ruang makan awak merupakan kabin untuk Letnan Zachary Hickes, John Gore, dokter bedah, William Monkhouse, penembak meriam Stephen Forwood, master kapal Robert Molyneux dan juru tulis kapten Richard Orton.
Ada sebuah perahu panjang, pinnace dan joli-joli yang digunakan sebagai perahu kapal, meski perahu panjangnya sudah reyot sehingga dibangun ulang dan dicat dengan timbal putih sebelum kapal ini diangkut ke Endeavour.  Kapal ini juga dilengkapi dengan dua  perahu kecil tambahan dengan satu dimiliki oleh serang John Gathrey dan satunya dimiliki oleh Banks. Endeavour juga dilengkapi dengan sepasang dayung dengan ukuran 28 kaki (8,5m) untuk mendayung saat kapal mogok atau rusak.Endeavour dinamai sebagai His Majesty's Bark the Endeavour untuk membedakannya dengan perahu tipe cutter yang memiliki 4 meriam, HMS Endeavour.
Pada tanggal 21 Juli 1768 Endeavour meninggalkan Deptford dan berlayar menuju Gallions Reach untuk mengambil perlengkapan senjata yang terdiri dari sepuluh meriam empat pon dan delapan meriam putar. Jumlah meriam putar bertambah di Plymouth sebanyak empat meriam sehingga menjadi 12 meriam putar. Enam meriam ditempatkan di geladak atas dan sisanya berada di linggi haluan. 12 meriam putar berada pada tiap-tiap pos di geladak penggal, samping kapal dan haluan kapal. Anggota kapal bertambah menjadi 85 orang, termasuk 12 marinir kerajaan. Cook juga memerintahkan untuk mengangkut dua belas ton besi kasar yang digunakan sebagai balas layar.