Sir C. Wyville Thomson, w całości Sir Charles Wyville Thomson, (ur. 5 marca 1830, Bonsyde, West Lothian, Szkocja—zm. 10 marca 1882, Bonsyde), Szkocki przyrodnik, który był jednym z pierwszych biologów morskich opisujących życie w głębinach oceanu.

Po studiach medycznych na Uniwersytecie w Edynburgu, Thomson wykładał botanikę na Uniwersytecie w Aberdeen (1850-51) i Marischal College (1851-52), ale skupił się coraz bardziej na Zoologii po nominacji na Katedry Historii Naturalnej w Cork i Belfaście (1853-68) w Irlandii.

Kiedy został mianowany profesorem historii naturalnej w Edynburgu (1870), Thomson już zwrócił swoją uwagę wyłącznie na badania morskich bezkręgowców. Na pokładzie dwóch głębinowych wypraw pogłębiarskich na północ od Szkocji (1868-69) odkrył szeroką gamę bezkręgowców—wiele wcześniej uważanych za wymarłe—do głębokości 650 sążni. Odkrył również, że temperatury głębinowe nie są tak stałe, jak przypuszczano, co wskazuje na obecność cyrkulacji oceanicznej. Thomson opisał te odkrycia w głębinach morza (1873).

w 1872 roku rozpoczął eksplorację na pokładzie HMS Challenger. Załoga wykonała obserwacje i sondy trzech wielkich basenów oceanicznych na 362 stacjach podczas bardzo udanego okrążenia 68 890 mil morskich (127 600 kilometrów). Thomson został pasowany na rycerza po powrocie w 1876 roku.