1519年9月20日，航海家麦哲伦率领船队从西班牙出发，进行环球航行。船队在1522年9月6日成功返抵西班牙。这是人类历史上第一次成功的环球航行。
麦哲伦的这次环球航行开辟了意义重大的新航路。例如，原先欧洲的殖民者要从大西洋到太平洋，只有在中美洲的巴拿马地峡登陆之后才能来到太平洋东岸。但麦哲伦的船队绕过了南美洲南端的麦哲伦海峡，开辟了从大西洋向西到太平洋的新航路。
麦哲伦的船队还成功横渡了太平洋，来到了远东地区。之前欧洲的探险家都是绕过好望角向东航行到达远东的。麦哲伦从欧洲出发向西航行也能到达远东，用实际行动证明了地圆说的正确性。
麦哲伦的环球航行也证明了地球表面大部分地区不是陆地而是海洋。世界各地的海洋不是相互隔离的，而是一个统一的完整水域。这样为后人的航海事业起到了开路先锋的作用。
麦哲伦进行环球航行的历史背景主要有以下两个方面：
第一，奥斯曼帝国崛起影响了欧洲前往亚洲的陆上贸易路线的畅通。由于航海和造船技术的进步，西欧各国开始探索前往亚洲的海路航线。大西洋沿岸的西班牙和葡萄牙两国资助航海家寻找前往亚洲的新航路。
迪亚士、达伽马正是在葡萄牙王室的资助下开辟了前往印度的新航路。哥伦布也在西班牙王室的资助下发现了美洲新大陆。航海家和王室都在海外探险中获得了巨额的回报。麦哲伦也希望能通过环球航行去赚取财富。
第二，在地理大发现时代崛起的海上强国西班牙和葡萄牙开始互相竞争。西班牙王室资助的哥伦布没能在美洲找到他们想要的香料，而葡萄牙却在亚洲的香料贸易中大赚特赚。
西班牙王室需要有人能够去亚洲寻找香料产地。身为葡萄牙人的麦哲受到本国政府冷遇之后，转身向西班牙王室寻求资助。最终西班牙国王同意了麦哲伦的请求，资助他的环球航行计划。
1519年麦哲伦在西班牙塞维利亚组建了他的船队。船队由5艘帆船共265名船员组成：旗舰为特立尼达号，其余四艘分别为圣安东尼奥号、康塞普西翁号、维多利亚号与圣地亚哥号。每艘船都装备了足够的武器，并为交易和补给准备了丰富的物资。
1519年9月20日，麦哲伦率领船队从西班牙的海港桑卢卡尔-德巴拉梅达出发，开始了人类历史上的首次环球航行。航行可以大致分为三个阶段。
第一，大西洋阶段。在这个阶段，船队主要是在大西洋上向西航行。因为麦哲伦相信地圆说，他想尝试向西航行，开辟进入太平洋的新航路再到达远东。
9月26日，他们来到了非洲西海岸附近的加那利群岛，补充了饮水、食物和木材。在大西洋历经几十天的艰难航行之后，麦哲伦的船队在11月27日越过赤道。12月6日船员看见了南美洲。麦哲伦的船队抵达了南纬二十三度附近的巴西东海岸。
1520年1月10日，船队来到了一个无边无际的大海湾。船员们以为到了美洲的尽头，可以顺利进入新的大洋。但是经过实地调查，那只不过是一个河口——拉普拉塔河口（位于现阿根廷东海岸）。麦哲伦一直想找到通往另一片大洋——“南海”的通道，但是在南美洲沿海找寻了很多次都没有成功。
1520年3月底，南美洲开始进入冬季。于是麦哲伦率船队驶入附近的港口准备过冬。由于天气寒冻，粮食短缺，船员情绪十分颓丧。三个船长联合反对麦哲伦，麦哲伦设计杀死了叛乱的船长。
1520年8月底，船队驶出港口，沿大西洋海岸继续南航，准备寻找通往“南海”的海峡。经过三天的航行，在南纬五十二度的地方，发现了一个海湾。海湾的情况相当凶险，不仅礁石密布，而且还有狂风巨浪。
但就是在这个海湾中，麦哲伦找到了一条通往“南海”的峡道，也就是后人所称的“麦哲伦海峡”。经过20多天艰苦迂回的航行，船队终于到达海峡的西口，走出了麦哲伦海峡，来到了“南海”，也就是后世所称的太平洋。
第二，太平洋阶段。麦哲伦船队在这个阶段找到了他们想要的香料，也证实了地圆说的正确性，但麦哲伦的好运也就此终结了。
船队在“南海”航行了100多天，一直没有遭遇到狂风大浪。麦哲伦原本紧张抑郁的心情得到了放松。所以他就给“南海”起了个吉祥的名字，叫“太平洋”。
1521年3月，船队终于找到了三个有居民的海岛，这些小岛是太平洋西部马里亚纳群岛中的一些岛屿。热心的岛民们给他们送来了粮食、水果和蔬菜，但这些岛民因为抢夺船队的物资而与麦哲伦的船员起了武装冲突。
3月16日，船队再往西行来到现今的菲律宾霍蒙洪岛。船上的一个马来籍奴隶听到岛上有马来方言，由此判断他们来到了马来附近。麦哲伦发现穿越太平洋向西也可以抵达远东地区，并且认为亚洲的香料产地也肯定距离不远了。
1521年4月27日夜间，麦哲伦带领60多人乘三只小船前往菲律宾的麦克坦岛，准备调解岛内居民的内斗。不幸的是，麦哲伦卷入了军事冲突，被当地岛民sh。麦哲伦死后，船队继续向西航行。5月1日，船队离开菲律宾时已经只剩一百多人了。
1521年11月8日，船队在马鲁古群岛的蒂多雷岛一个香料市场抛锚停泊。在那里他们以廉价的物品换取了大批香料，如丁香、豆蔻、肉桂等堆满了船仓。
第三，返程阶段。在这个阶段，虽然没有了麦哲伦的领导，但船队仍继续坚持完成麦哲伦的使命，准备带着香料返回西班牙。
船队在获得香料之后准备横渡印度洋回到西班牙。但他们一方面要防备对他们充满敌意的葡萄牙船队，另一方面还要应付坏血病导致船员死亡的问题。在印度洋的航程中，船员只剩下35人了。
1522年5月20日，船队仅剩的一艘船维多利亚号绕过非洲南端的好望角。后来到了非洲西海岸外面的佛得角群岛，船员把一包丁香带上岸去换取食物，被葡萄牙海盗发现，又被捉去十三人。
1522年9月6日，维多利亚号返抵西班牙，终于完成了历史上首次环球航行。他们运回了极其珍贵的香料，一把新鲜的丁香可以换取一把金币。船上大量的香料拿到市场上去出售，不仅能弥补探险队的全部耗费，而且还挣得一大笔利润。
但最终成功完成环球航行的幸存船员只有十八人。他们已经极度瘦弱，就连原本认识他们的人也认不出来他们了。至此，人类历史上第一次环球航行终于结束。
