Sir C. Wyville Thomson, vollständig Sir Charles Wyville Thomson, (geboren am 5. März 1830, Bonsyde, West Lothian, Schottland — gestorben am 10. März 1882, Bonsyde), schottischer Naturforscher, der als einer der ersten Meeresbiologen das Leben in den Tiefen des Ozeans beschrieb.Nach seinem Medizinstudium an der University of Edinburgh lehrte Thomson Botanik an der University of Aberdeen (1850-51) und am Marischal College (1851-52), konzentrierte sich aber nach seiner Berufung auf den Lehrstuhl für Naturgeschichte in Cork und Belfast (1853-68) zunehmend auf Zoologie.
Als er 1870 zum Professor für Naturgeschichte in Edinburgh ernannt wurde, hatte Thomson seine Aufmerksamkeit bereits ausschließlich der Erforschung von wirbellosen Meerestieren gewidmet. An Bord von zwei Tiefsee-Baggerexpeditionen nördlich von Schottland (1868-69) entdeckte er eine Vielzahl von wirbellosen Lebensformen — viele zuvor für ausgestorben gehalten — bis zu einer Tiefe von 650 Klafter. Er fand auch heraus, dass die Tiefseetemperaturen nicht so konstant sind wie angenommen, was auf das Vorhandensein einer ozeanischen Zirkulation hinweist. Thomson beschrieb diese Ergebnisse in Den Tiefen des Meeres (1873).
1872 begann er eine Erkundung an Bord der HMS Challenger. Die Besatzung machte Beobachtungen und Sondierungen der drei großen Ozeanbecken an 362 Stationen während einer sehr erfolgreichen Umrundung von 68.890 Seemeilen (127.600 Kilometer). Thomson wurde bei seiner Rückkehr 1876 zum Ritter geschlagen.