Sir C. Wyville Thomson, kokonaan Sir Charles Wyville Thomson, (s.5. maaliskuuta 1830 Bonsyde, West Lothian, Skotlanti—kuoli 10. Maaliskuuta 1882 Bonsyde), skotlantilainen luonnontieteilijä, joka oli ensimmäisiä meribiologeja, jotka kuvasivat elämää meren syvyyksissä.

opiskeltuaan lääketiedettä Edinburghin yliopistossa Thomson luennoi kasvitieteestä Aberdeenin yliopistossa (1850-51) ja Marischal Collegessa (1851-52), mutta keskittyi yhä enemmän eläintieteeseen nimitettyään luonnonhistorian oppituolit Corkissa ja Belfastissa (1853-68) Irlannissa.

kun hänet nimitettiin luonnonhistorian professoriksi Edinburghiin (1870), Thomson oli jo kääntänyt huomionsa yksinomaan merellisten selkärangattomien tutkimukseen. Kahdella Skotlannin pohjoispuolisella syvänmeren ruoppausretkellä (1868-69) hän löysi 650 sylen syvyydestä laajan kirjon selkärangattomia elämänmuotoja—monien aiemmin luultiin kuolleen sukupuuttoon. Hän havaitsi myös, että syvänmeren lämpötila ei ole niin vakio kuin oli oletettu, mikä viittaa valtamerien kiertoon. Thomson kuvasi nämä löydöt meren syvyyksissä (1873).

vuonna 1872 hän lähti tutkimusmatkalle ”HMS Challengerilla”. Miehistö teki havaintoja ja luotauksia kolmesta suuresta merialtaasta 362 asemalla erittäin onnistuneen 68 890 merimailin (127 600 kilometrin) maailmanympäripurjehduksen aikana. Thomson aateloitiin palattuaan vuonna 1876.