À la fin du Moyen Âge, des innovations techniques révolutionnent la navigation, rendant les voyages lointains envisageables. La cartographie progresse significativement avec les portulans produits à Venise, Pise, et Gènes, ainsi que l'utilisation de globes à partir de 1492. La construction navale s'améliore avec la conception des caravelles portugaises dans les années 1430, incorporant des avancées telles que le gouvernail d'étambot. Parmi les instruments de navigation, la boussole, l'astrolabe et la lunette astronomique facilitent grandement la précision de la navigation.

La péninsule ibérique, marquée par la Reconquista, nourrit un désir ardent de continuer la mission religieuse en dehors de ses frontières. L'exploration maritime devient alors un moyen d'atteindre de nouveaux peuples et de les convertir au christianisme, une motivation confessée par Christophe Colomb lui-même. Les religieux prennent une part active et influente dans l'évangélisation des populations rencontrées à la fin du XVe siècle.

La Route de la Soie traditionnelle devenant de plus en plus dangereuse en raison de l'effondrement du pouvoir mongol, des épidémies de peste et de la hausse des tensions avec l'Empire ottoman, les Européens se sont trouvés forcés de chercher de nouvelles voies vers les richesses de l'Asie. Ce besoin est flagrant chez les explorateurs qui se lancent dans la quête d'itinéraires alternatifs.

Sous l'impulsion du prince Henri le Navigateur, le Portugal finance d'importants voyages d'exploration. De Ceuta en 1415 au Cap-Vert en 1445, et ensuite au Cap de Bonne-Espérance en 1488, ces expéditions placent le Portugal à la pointe de la découverte maritime. Vasco de Gama poursuit cet élan en atteignant l'Inde en 1498. Cette expansion se manifeste non seulement par l'établissement de comptoirs pour le commerce de l'or et de l'ivoire, mais aussi par l'introduction de cultures de la canne à sucre utilisant des esclaves africains. Plus tard, les Portugais étendent leur influence jusqu'en Asie et dans l'Océan Indien.

L'Espagne, suivant l'exemple portugais, se lance dans sa propre odyssée en direction de l'Ouest. Christophe Colomb, en 1492, découvre les Caraïbes et déclenche une vague de colonisation malgré des résultats économiques au début peu satisfaisants. Le traité de Tordesillas en 1494 octroie à l'Espagne le contrôle des terres à l’ouest de cette ligne imaginaire, laissant celles à l'est au Portugal. Parallèlement, des explorateurs tels que John Cabot en 1497, Amerigo Vespucci en 1501 et Ferdinand Magellan, qui réalise le premier tour du monde en 1522, élargissent les horizons espagnols.

L'expansion européenne se traduit par la mise en place de premiers empires coloniaux, illustrés par l'exploitation intensive ouvrant sur des conséquences funestes, comme sur l'île d’Hispaniola où travail forcé et maladies déciment les populations autochtones. Cette chute démographique pousse les colons à importer des esclaves africains. Les sociétés coloniales se structurent autour d'une séparation nette entre colonisateurs et colonisés, avec un rôle notable du clergé et des situations de métissage et d'échanges culturels. Pourtant, ces empires demeurent souvent fragiles, comme l'illustre l'exemple français, qui malgré des débuts difficiles, parvient à établir des colonies durables à partir de 1608 au Québec. Bartolomé de Las Casas, un missionnaire espagnol, dénonce dans ses écrits les traitements inhumains infligés par les Espagnols aux peuples autochtones, et défend leur liberté.