环太平洋考察

1768年8月26日，约瑟夫·班克斯和他的好朋友丹尼尔·索兰德一起，搭乘以詹姆斯·库克为船长的英国政府调查船“奋进号（HMS Endeavour）”到南太平洋考察，为期三年。收集了大量有价值的自然历史标本。

班克斯资助了其他七个人加入他:瑞典博物学家丹尼尔·索兰德，芬兰博物学家赫尔曼·斯波林（Herman Spöring），两个艺术家，一个科学秘书和两个在他家工作的黑人仆人为他服务。

班克斯确保他的团队装备齐全，能够收集、研究和保存自然历史标本，并带上了“一个很好的自然历史图书馆……各种捕捉和保存昆虫的工具；各种用于在珊瑚中捕鱼的网、拖网、拖网和钩子……许多大小不一、装有塞子的瓶子，用来保护动物的标本…用于保护种子的几种盐和蜂蜡。

在海上，博物学家研究了他们的书籍，并收集了鱼类、甲壳类动物、软体动物、腔肠动物、鸟类等的标本，在可能的情况下，这些标本在保存前进行了检查、描述和素描。在风平浪静的日子里，班克斯和他的助手们在一艘小船上工作，带着使绘图员悉尼·帕金森忙得不可开交的海洋标本回到奋进号。

他们在里约热内卢、火地岛、大溪地以及新西兰的调查中进行了收集和观察。当远征到巴西的时候，班克斯第一次科学地描述了一种在现在很常见的花园植物——簕杜鹃（以与库克同时代的法国探险家路易斯·安托万·德·布干维尔的名字命名），接着他们到南美洲的部分地方。远征之后前进到了大溪地岛（他们在那里观察了金星凌日，也是本次远征任务的主要目标），然后到了新西兰，下一个则是澳大利亚的东海岸，库克船长在这里绘制了海岸线，他们在植物学湾（Botany Bay）登陆。

他们充分利用了在澳大利亚东海岸登陆的机会，开始了他们的第一次大规模植物群采集，这当中他们发现了很多对于科学界来说全新的物种。特别是在植物学湾（1770年4月28日至5月5日）和奋进号河（1770年6月17日至8月3日），在那里，漫入破船的水毁了一些植物标本。班克斯“为了安全起见，把标本存放在面包房里”。当时“收集的植物……长得非常大，所以有必要特别注意它们”。他曾写道：“我们的植物收集任务现在已经变得如此重大……为它们付出过多的关怀是必要的，至少应该将它们保存在书中（植物在那里被干燥）。”在前往巴达维亚的途中，他对新几内亚海岸和萨乌岛进行了进一步的观察。

班克斯幸运地躲过了巴达维亚肆虐的痢疾，是少有的两位活着回国的科学家之一（另一位是他的搭档索兰德）。他在航行中还曾罹患坏血病，为此每晚喝一品脱麦汁然而没有丝毫作用。他的病最终被柠檬汁治愈。他曾写道：“我急切地尝试了柠檬汁，它的效果是令人惊讶的，在一周之内，我的口腔就变得像以前一样坚固了。”

经过三年的航行，班克斯回到了英国。经统计，班克斯带回的3600种植物标本中，有1400种属于新发现的植物。差不多有800种物种被艺术家悉尼·帕金森绘制成图并且放在了班克斯的《花谱》里，这本书集最终在1980到1990年间出版了35卷。1771年，有14种班克斯带回的植物开始在英国种植，包括小二仙草、新西兰松红梅、桉树、金边山菅兰。后来有50种植物的名字取自植物标本，阿斯特里亚银桦（来自新西兰）、红千层与白千层（来自澳大利亚）就包括在内。

冰岛考察

班克斯于1771年7月12日回到英国，他同时也很快就出名了。

他本来想要参加库克船长的于1772年5月13日开始的第二次航行，但是因为班克斯提出的关于在库克船长新船的科学要求的议案难于达成，英国海军部觉得班克斯提出的住宿要求无法接受，于是在不加事前通知下取消了对他参与出海航行的许可。班克斯随即一气之下从船上搬走了他的全部行李。

他随即把目光聚焦到了冰岛。他曾写道：“我想进行某种或其他的航行，但在我所处的时代范围内，没有一个地方比冰岛更能给我提供机会。据我所知，这是一个曾有人访问，但从没有优秀的博物学家去过的地方。这个国家的面貌对植物学家和动物学家来说是全新的，而且据说那里有许多火山，这使人们非常希望去探索”。

冰岛的优势是相对较近，而且未经勘探。

当年，班克斯与索兰德等人访问爱尔兰、怀特岛及冰岛。探险队的成员中有三位艺术家：小约翰·克里夫利（John Cleveley Jr）、詹姆斯·米勒（James Miller ）和他的兄弟约翰·弗雷德里克·米勒（John Frederick Miller）。他们于1772年7月12日离开英国，就在库克开始第二次航行的同一天。他们在今天的冰岛哈夫纳夫约杜尔登陆。班克斯在冰岛呆了六个星期，于10月初返回，带着19个驮畜装载了12天行程的物资，行程将达到365英里。他们先到冰岛古议会的会址，然后再去勒伊加湖看温泉。从那里他们骑马去了大间歇泉，再到司考霍尔特。这次探险的重点是攀登和观察海克拉火山——冰岛著名的火山并测量喷出的温泉。班克斯爬上了海克拉火山，在盖锡尔间歇喷泉煮了松鸡，以测量间歇泉水的温度（结果只用了6分钟就熟了）。

在攀登海克拉火山期间，随员罗伯茨记录了他们经历的极端的冷热天气；在攀登的一个阶段，当他们经过厚厚的云层时，几乎冻僵了，但在夏天却被汗水淋湿了，因为他们忽视了火热的火山口。他们的长途跋涉由于空气中的硫磺和地下的不确定因素而更加艰难。罗伯茨记得当时风很大，他们挣扎着站稳脚跟，地面从雪变成了灰烬、煤渣、沙砾和浮石。他们在登上这座山的过程中发现了相当深的灰烬，但当他们到达这座山的最高点时，却持续下着毛毛雨。水像白霜一样附着在头发上。

班克斯错误的以为自己是登上海克拉火山的第一人，其实早在22年前，冰岛科学文化工作者埃格特·奥拉夫森与医生兼博物学家比亚尼·帕尔森就已经成为有记载以来成功登山的第一批人。

当他们回来的时候他们带回了从植物物种到海克拉火山的熔岩标本的大量材料。有两种物种是由班克斯从冰岛直接引进的：冰岛马齿苋与沼泽柳树。动物学方面，班克斯曾在信中写道：“它的颜色实在是太不相同了，”指代航行过程中遇到的各种各样的海豹，在同一封信的下一段，他写道：“鲸鱼是一种自然学家们几乎完全不熟悉的生物。”在同一段接下来描述道：“海鹦是一种会潜水的鸟。”但这次冰岛考察所见景色并不使人愉快，随员曾记载：“想象一下，一个国家，从一端到另一端，呈现给你的只是荒芜的山脉，那里的夏天被永恒的雪覆盖着。在这两片被玻璃样的峭壁分隔的田野之间，峭壁又高又尖，使你们看不见在其间长出的一棵小草。同样沉闷的岩石也掩盖了当地人稀少、零散的栖身之所；没有哪一棵树能为友谊和无辜提供庇护所。几乎没有哪个国家如此不受大自然的宠爱，在那里她以如此可怕的形式出现。”

在这片几乎没有树木的平原上，被燃烧的火山、火烧过的石头和沸腾的温泉烧焦的土地上，一行人只能发现一处处前景广阔而又可怕的地方。这种对周围环境的厌恶也体现在队伍内其他人的反映中。

但班克斯对于冰岛的兴趣与关注仍一直延伸至拿破仑战争时期。在拿破仑战争时，他曾派遣威廉·杰克逊·胡克去冰岛收集植物。当属于丹麦统治下的冰岛被英国（此时与丹麦敌对）海军切断对外航路导致全国陷入饥贫之时，班克斯对冰岛人的艰难处境十分关切。，班克斯作为自封的冰岛保护者在拿破仑战争期间承担了至关重要的政治角色，在冲突期间为他们的贸易铺平了道路，并一再敦促英国政府为了居民的利益吞并冰岛。他成为英国对丹麦王国大西洋属地的政治和商业政策的设计师。

班克斯对冰岛的考察是英国官方对冰岛的科学性考察的开端。尽管相比之下法国人略早一些，但在1800年之后的数年间，先后有多位英国科学家如John Thomas Stanley等赴冰岛考察，这无疑受到了班克斯的影响。

班克斯于1773年到荷兰旅行，但在冰岛之后，他的野外植物学研究仅限于英国。

担任要职

当他在伦敦定居后他开始他编写《班克斯花谱》的工作。与此同时他还和很多科学家保持联络。同年他被选为瑞典皇家科学院外籍院士。1774年加入业余爱好者协会。他在之后的1778年到1797年都担任这个协会的秘书。1778年11月30日，他被选为英国皇家学会主席，这一决定扩大了数学家和自然学家之间的裂痕，并导致1783-1784年英国皇家学会陷入危机。班克斯认为数学不过是一种工具，“其他科学可以通过它形成形式”，而查尔斯·赫顿则支持数学的重要性，将数学应用于自然哲学和现实问题，如导航、制图和工程。在分歧期间，查尔斯·赫顿被解除了协会外交秘书的职务。

班克斯于1778－1820年任皇家学会会长。在这个位置上他一直干了42年。在这些年里，他陆续雇佣索兰德，乔纳斯·卡尔森·德吕安德尔（Jonas Carlsson Dryander）和罗伯特·布朗（Robert Brown）作为图书管理员和馆长帮他收集标本，并支持艾尔默·伯克·兰伯特的植物学研究。

1781年，他被封为准男爵，1795年被受封K.C.B衔。1797年被任命为枢密院议员。他也是非洲协会（African Association）的创始领导者。此外他还是林奈学会、英国科学研究所（Royal Institution ）和皇家园艺学会的创始成员。他最终归属于一系列俱乐部和社会团体，成为大英博物馆的受托人，是经度委员会、硬币委员会和枢密院贸易委员会中有影响力的成员。

支持殖民

班克斯是赞成在新南威尔士殖民的最大支持者之一。由于他对殖民地的浓厚兴趣，因而被称为“澳大利亚之父”。1779年，在班克斯给英国下议院的委员会证明之前，他就宣称澳大利亚海岸的植物湾是最适合用来收容罪犯的，不用怀疑，在像这个比整个欧洲都要大的广阔土地上还会有额外的回报。 1788年，“第一舰队”远航澳大利亚，开启了英国对澳大利亚的殖民统治。他的殖民兴趣并不仅仅停留在此，当殖民开始并过了20年之后，他对殖民活动的影响依然存在。事实上，他担当了英国政府在澳大利亚大部分事务上的顾问。他安排了补给舰保卫者号（HMS Guardian）运送大量有用树木和植物，虽然它之后发生了船难。另外所有从新南威尔士带回来植物，动物，矿物的船只都会运到班克斯那里。 他一直呼吁帮助发展殖民地的农业和贸易，他也靠他的影响力和被派遣出去的早期殖民者保持联系，像年轻的园艺家乔治·萨特（George Suttor），他后来写了一本关于班克斯的回忆录。 三个最早的殖民地总督，亚瑟·菲利普（Arthur Phillip），约翰·亨特（John Hunter）和菲利普·吉德利（Philip Gidley King）都和班克斯保持着持续的通讯。

调度植物 获取利益

班克斯立志建立世界遥远地区的集群。经不懈努力，建立起第一批澳大利亚集群。还热心寻找适宜从原产地移植到其他地方的有用植物。他直接促成了几次著名的航行，包括乔治·温哥华（George·Vancouver）到北美太平洋的航行，和威廉·布莱（William·Bligh）从南太平洋把面包树引进到加勒比群岛的航行。同时，班克斯选了艾伦·坎宁安（Allan·Cunningham）和詹姆斯·鲍伊航行到巴西和澳大利亚的北海岸和西北海岸收集物种并带回了桉树、相思树与海桐、兰花。另外，他于1771年派遣弗朗西斯·马森到好望角，1791年派遣阿奇博尔德·孟席斯到美国西北海岸，因为他认为“这两个地方的植物美丽至极，并因它们适应温室环境和具有热带植物所需要的热量而容易被管理”。这一次，马森为英国带来了天竺葵与鹤望兰。他还曾于1803年派威廉·克尔到中国收集植物，并带回了棣棠花。

就这样，各地的标本被运往他在索霍广场的家作集中收藏或临时保存、调度。大量的活植物、干标本、种子、图画和笔记被送往英国，用于国王的花园和班克斯的植物标本室。据估计，在乔治三世统治时期，大约有7000种新的外来植物被引进英国，主要是班克斯引进的。这得益于他对雇员的严格指示：“当你遇到令你好奇或者珍贵的植物时，即使你认为他们不适合种植也要适当挖一些标本，把它们放在合适的玻璃框架里，并尽你最大的努力保证它们活到你回国……不能让它们发生任何的意外或损伤，哪怕是它们的一部分”。

班克斯还是马戛尔尼使团访华的主要支持者之一，支持目的之一也是收集植物获取利益。班克斯自1780年以来一直在私人种植茶树，他雄心勃勃地从世界各地采集珍贵植物，在邱园皇家植物园和孟加拉新建立的加尔各答植物园进行研究。最重要的是，他想在孟加拉或阿萨姆邦种植茶叶，并解决茶叶贸易造成的“巨额银债”。此时，植物学家还不知道野茶树（camellia sinensis var.assamica）已经在阿萨姆本地生长，罗伯特·布鲁斯将于1823年发现这一事实，罗伯特·福特尼更将在日后盗取茶树种子并将其种植在印度。班克斯建议使团在旅行中尽可能多地采集植物，尤其是茶树。他还坚持要有园丁和艺术家参加考察，对当地的植物进行观察和绘制。因此，大卫·斯特罗纳克（David Stronach）和约翰·哈克斯顿（John Haxton）担任使团的植物收集者。

班克斯曾积极帮助建立英国邱园，使之成为世界上一个重要植物中心。他在植物和农业方面积聚了大量的知识。在种草莓时，班克斯采用了早已废弃的在果实下铺稻草的方法来降低用水量。他还建了一个温室来试验种菠萝。约瑟夫·班克斯使英国皇家植物园成了一个科学经济研究中心。

班克斯发现了植物园耕地交换作物种植的潜在利益，并设想邱园成为“大英帝国一座广大的交换种植园区”。他很快参加到了在西印度建立交换种植园的行动中。1773年派遣布莱从大溪地运送面包树到圣文森特的计划便是保障喂给奴隶的食物足量，以提高英国的制糖业产量。同年派遣安东·霍夫前往印度马拉特地区，表面是为邱园收集物种，实则秘密引进印度棉花，以学习种植、产棉技术，意在与他国的经济竞争中获胜，提升英国国力。正如《人类简史》中所著:“科学革命与现代帝国主义的关系密不可分，对于像是库克船长和植物学家班克斯来说，科学和帝国根本就是一家”。班克斯表面为了科学研究的行动，实质目的已与英帝国利益挂钩。

研究动物 助推经济

班克斯第一个发现并指出，澳大利亚几乎所有哺乳动物与其他大陆上有胎盘哺乳动物相比都有袋和比较原始。班克斯著有《植物枯萎病、霉病和锈病简述》(1805)等书。他还发表了一篇匿名的关于允许合格出口羊毛的适当性的文章（1782年）；以及一篇关于美利奴羊的报告（1809年）。

保护同事 赞助科学

英法交战时，班克斯利用他的社会地位为多国青年科学家办理护照以保障他们的安全。他还参与搭救被囚禁的马修·弗林德斯，尽管并未成功。班克斯也是赞助威廉·史密斯（William·Smith）实行他长达数十年的英国地质图编绘的主要赞助人，那个地质图是第一个英国全国的地质图。班克斯还赞助了汉弗里·戴维，日后的著名化学家。

乔治·居维叶：“他（班克斯）已经横扫了全欧洲所有花园的种子，因为就连我们的花园也都有他的足迹。”

他以自己夫人命名的中国传统花卉木香（Rosa banksiae）现已经成为世界上著名的芳香花卉，1885年种植于亚利桑那州一块墓碑旁的一株木香已经成为世界上最大的灌木，覆盖了近1000平方英尺的面积。山龙眼科Banksia属的属名，是为纪念班克斯而定（斑克木）。他的名字也在澳大利亚金银花的名字中得到记录。

悉尼的植物学湾（Botany Bay）亦因其在那里与丹尼尔·索兰德共同发现众多当地植物而命名。此外，太平洋上还有以他名字命名的班克斯群岛。澳大利亚的班克斯敦也是以他的名字命名的。