แผนที่การเดินเรือคานทิโน พลานิสเฟียร์ (Cantino planisphere) (ค.ศ. 1502) ซึ่งเป็นแผนที่การเดินเรือที่เก่าที่สุดที่ยังคงเหลืออยู่ของโปรตุเกสที่แสดงผลของการเดินทางสำรวจของวาสโก ดา กามาไปยังอินเดีย, คริสโตเฟอร์ โคลัมบัสไปยังทวีปอเมริกา, กาสปาร์ คอร์เต-Realไปยังนิวฟันด์แลนด์ และ เปดรู อัลวาเรซ กาบรัลไปยังบราซิล และเส้นเมอริเดียนของเมืองทอร์เดซิลลาส (Tordesillas) ที่แยกครึ่งโลกของโปรตุเกสและสเปน

คู่อริของโปรตุเกสคาสตีล (อาณาจักรก่อนหน้าที่จะมาเป็นราชอาณาจักรสเปน) เริ่มการสำรวจมหาสมุทรแอตแลนติกช้ากว่าราชอาณาจักรเพื่อนบ้าน การสำรวจไม่ได้เกิดขึ้นจนกระทั่งปลายคริสต์ศตวรรษที่ 15 หลังจากการรวมราชบัลลังก์คาสตีล และ ราชบัลลังก์อารากอน หลังจากเสร็จสิ้นจาก “การพิชิตดินแดนคืน” สเปนจึงเข้าเริ่มการเส้นทางการค้าขายใหม่และอาณานิคมโพ้นทะเลอย่างเต็มตัว ในปี ค.ศ. 1492 กษัตริย์และกษัตรีย์แห่งสหราชอาณาจักรสเปนก็พิชิตอาณาจักรอีเมียร์แห่งกรานาดาได้ ซึ่งเป็นอาณาจักรที่แต่เดิมเป็นแหล่งสินค้าจากแอฟริกาโดยการส่งบรรณาการ สเปนตัดสินใจให้ทุนคริสโตเฟอร์ โคลัมบัสในการนำขบวนการสำรวจ โดยหวังว่าการเดินทางไปยังเอเชียโดยการเดินทางไปทางตะวันตกแทนที่จะไปทางตะวันออกจะเป็นการเลี่ยงการที่จะต้องเดินทางผ่านแอฟริกาที่ควบคุมโดยโปรตุเกสได้[9]

โคลัมบัสมิได้พบเส้นทางไปยังเอเชียแต่ไปพบดินแดนที่ชาวยุโรปมาเรียกกันว่า “โลกใหม่” ซึ่งก็คือทวีปอเมริกา ในปี ค.ศ. 1500 นักเดินเรือชาวโปรตุเกสเปดรู อัลวาเรซ กาบรัลก็เดินทางไปสำรวจดินแดนในอเมริกาใต้ที่ปัจจุบันเรียกว่าบราซิล การเลี่ยงเส้นทางที่ไม่ให้ทับกันระหว่างสองมหาอำนาจนี้เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อเป็นการหลีกเลี่ยงความขัดแย้งระหว่างสองราชอาณาจักร[10] ในที่สุดพระสันตะปาปาก็เข้ามาแก้ไขปัญหาในปี ค.ศ. 1494 ในข้อตกลงในสนธิสัญญาทอร์เดสซิลลาส (Treaty of Tordesillas) ที่แบ่งโลกระหว่างสองมหาอำนาจ โปรตุเกส “ได้รับ” ทุกอย่างนอกยุโรปทางตะวันออกของเส้นที่แล่น 270 ลีก (League) ทางตะวันตกของหมู่เกาะแหลมแวร์เดที่ทำให้โปรตุเกสมมีอิทธิพลในการควบคุมแอฟริกา เอเชีย และทางตะวันออกเฉียงใต้ของทวีปอเมริกา (บราซิล) ส่วนสเปนได้ทุกอย่างทางตะวันตกของเส้นแบ่งที่ระบุ ซึ่งส่วนใหญ่ยังคงเป็นดินแดนที่ยังไม่ได้รับการสำรวจที่มารู้จักกันต่อมาว่าเป็นทางเด้านตะวันตกของทวีปอเมริกาและหมู่เกาะในมหาสมุทรแปซิฟิก

ในระยะเริ่มต้นโคลัมบัสและนักสำรวจสเปนก็ผิดหวังกับการค้นพบต่าง ๆ ซึ่งไม่เหมือนกับแอฟริกาหรือเอเชีย ชาวหมู่เกาะแคริบเบียนดูเหมือนจะไม่มีอะไรที่ค้าขายกับสเปนได้ ฉะนั้นหมู่เกาะเหล่านี้จึงกลายมาเป็นจุดสำคัญในการยึดเป็นอาณานิคมแทนที่ จนกระทั่งเมื่อตัวทวีปเองได้รับการสำรวจสเปนจึงพบความมั่งคั่งที่พยายามแสวงหามานานในรูปของทองจำนวนมหาศาล สเปนพบจักรวรรดิต่าง ๆ ในทวีปอเมริกาที่ทั้งใหญ่และมีประชากรพอ ๆ กับยุโรปเอง และสเปนก็สามารถพิชิตดินแดนเหล่านี้ได้โดยกองกิสตาดอร์ (conquistador) เพียงจำนวนไม่กี่คนกับกองทัพของชนท้องถิ่น จักรวรรดิสำคัญ ๆ ที่สเปนพิชิตได้ก็ได้แก่จักรวรรดิแอซเท็คในเม็กซิโกที่พิชิตได้ในปี ค.ศ. 1521 และ จักรวรรดิอินคาในเปรูปัจจุบันที่พิชิตได้ในปี ค.ศ. 1532 ในช่วงนี้ยุโรปประสับกับปัญหาโรงระบาดร้ายแรง เช่นฝีดาษที่นำความหายนะมาสู่ประชากรในทวีปอเมริกาใต้อย่างย่อยยับ หลังจากก่อตั้งอำนาจการปกครองขึ้นแล้วสเปนก็เริ่มส่งทองและเงินที่พบกลับสเปน

แผนที่การสำรวจรอบโลกของเฟอร์ดินันด์ มาเจลลัน (ค.ศ. 1519-ค.ศ. 1522)

ในปี ค.ศ. 1519 ราชบัลลังก์สเปนก็ให้ทุนนักเดินเรือชาวโปรตุเกสเฟอร์ดินันด์ มาเจลลัน จุดประสงค์ของการสำรวจครั้งนี้ก็เพื่อหาเส้นทางไปยังหมู่เกาะเครื่องเทศโดยการเดินทางไปทางตะวันตก ซึ่งถ้าพบก็จะทำให้สเปนกลายเป็นมหาอำนาจทางเศรษฐกิจและทางการเมืองในบริเวณภูมิภาคนี้ของโลก[11] คณะการสำรวจสามารถข้ามมหาสมุทรแปซิฟิกไปจนพบหมู่เกาะเครื่องเทศได้และเป็นนักเดินทางกลุ่มแรกที่ทำการเดินเรือรอบโลก (circumnavigation) และเดินทางกลับสเปนอีกสามปีต่อมา แต่มาเจลลันมิได้นำชัยชนะกลับสเปนด้วยตนเองเพราะมาเสียชีวิตในยุทธการมัคตาน (Battle of Mactan) ในฟิลิปปินส์เสียก่อน ซึ่งทำให้ต้องทิ้งให้ Juan Sebastián Elcano เป็นผู้นำในการเดินทางสำรวจต่อจนจบ ในบางด้านการสำรวจประสบความล้มเหลวเพราะเป็นเส้นทางที่ไม่เหมาะสมกับการที่จะใช้เป็นเส้นทางการค้า ช่องแคบมาเจลลัน (Strait of Magalhães) อยู่ไกลไปทางใต้จนเกินไป และมหาสมุทรแปซิฟิกก็มีขนาดกว้างใหญ่ไพศาล ฉะนั้นเส้นทางนี้จึงไม่สามารถใช้แทนการเดินทางรอบแอฟริกาของโปรตุเกสได้[12] สเปนสามารถสร้างอำนาจในภูมิภาคแปซิฟิกแต่ไม่ใช่จากการสำรวจที่ทำโดยมาเจลลัน แต่จากเส้นทางข้ามมหาสมุทรแปซิฟิกระหว่างเม็กซิโกและฟิลิปปินส์ที่พบโดยนักสำรวจอื่น ๆ เส้นทางตะวันออกไปยังฟิลิปปินส์เดินเป็นครั้งแรกโดยอัลวาโร เดอ ซาเวดรา (Alvaro de Saavedra) ในปี ค.ศ. 1527 เส้นทางตะวันตกขากลับยากกว่าแต่ในที่สุดก็พบโดยอันเดรส์ เดอ อูร์ดาเนตา (Andrés de Urdaneta) ในปี ค.ศ. 1565[13] เส้นทางนี้ใช้โดยกองเรือมะนิลา (Manila galleon) อยู่เป็นเวลานาน กองเรือมะนิลาเป็นกองเรือค้าขายซึ่งเป็นการเชื่อมการค้าขายระหว่างจีน ทวีปอเมริกา และ ยุโรป โดยเส้นทางทรานสแปซิฟิก และ เส้นทางทรานสแอตแลนติก (Transatlantic)