他们首先考虑的航线是北极海，当时探险家们已经知道挪威北端并没有结冰，而且俄罗斯的渔民也会越过诺尔康角往东航行，到达鄂毕河流域。
有关西北的航路，1497年时，意大利的航海家长卡波托便曾经沿着芬兰海岸，向英国方向航行。然而经过冰海沿西北航路到中国的希望太渺茫。3年之后，亚尔兄弟乘坐西班牙船，顺着美国大陆沿岸北上，航向遥无止尽的的冰海。
为探访未知的世界，1551年，伦敦设立了1个探险公司，成为当时寻找东北航路的活动中心。当时，休·维洛比被任命为第一批探险队长，副队长是查西拉。
查酉拉指挥的船只到达斯堪的那维亚北端的波罗的海后，他们遇见了苏格兰商人，商人们认为他们寻找东北航路前往中国，是一种疯狂的行为，因而劝告他们不要再继续探险。但是，查西拉却没有理会商人们的警告，继续启程向东航去。
时逢夏天，白天愈来愈长，后来甚至黑夜也没有了。最后，查西拉终于到了今天的阿干折斯克，也就是白海北杜味纳河河口。
查西拉在这里遇到了俄罗斯皇帝伊凡四世的使者，使者邀请他前往1400公里远的莫斯科。他接受邀请，到莫斯科谒见了伊凡四世。1554年夏天，也就是他从英国出发一年多以后，查西拉带着伊凡四世希望与英国打开贸易网的的亲笔函，平安地返回了英国。
拓开与俄罗斯的贸易网后，英国在波斯和俄罗斯之间，建立了一个姆斯柯比公司，同时由此公司继续寻找东北航线。
进人伊莉莎白女王时代后，目标转为寻找前往中国的海路，进行西北航线探险。
1576年，英国人马丁·夫洛比瑟根据麦开脱于1569年绘制的世界地图，认为只有向西方航行，才可能有通向中国的海路。为寻找西北航线，他率领由两艘船组成的探险队从英国出发，先在格陵兰登陆，然后继续往西航行，最后终于在巴芬岛发现了夫洛比瑟湾。
探险家们以为前面的陆地就是亚洲，接近新陆地沿岸时，许多体格很小的人类，划着皮革制独木舟，看到这些外来的船只显得非常吃惊。其实，这些有着蒙古人脸形的人类，就是爱斯基摩人。然而，夫洛比瑟却误将他们当成中国人。为了证明他发现中国，便将一个爱斯基摩人和他的小船，一并带回英国。此外，夫洛比瑟又在巴芬岛发现并采集了可能是金矿石的黑色岩石。
夫洛比瑟带着他的战利品和探险队返回伦敦时，各界掀起了热烈的反应。
然而，被带回英国的爱斯基摩人不久便因水土不服而死亡。唯有从巴芬岛带回国的黑色岩石，成了众人研究的焦点。由于这种岩石放在火里会发出金色的火焰，所以被误以为是金矿石，吸引了伦敦很多商人及女王的兴趣。伊莉莎白女王甚至成立一个中国公司，并聘请了很多挖掘金矿石的工人，再度以夫洛比瑟为北极探险队的队长，前往北极“掘金”。
1577年，夫洛比瑟二度在格陵兰登陆，在获得女工的批准下，他将登陆地区命名为西英格兰，同时和爱斯基摩人建立友好关系。接下来的目标就是金矿石，于是又前往巴芬岛，收集了200吨的岩石，然后启程返国。
英国人的最后一次的巴芬岛航行，目的是要将加拿大所属的北极地区划为英国的殖民地。15艘船浩浩荡荡地从伦敦启航，船上装满了前去挖取金矿石的矿工，建造房子及建设殖民地的人员和各种用具。
但是，当船队进人夫洛比瑟湾时，却遭遇暴风雨的袭击，烈风将冰山吹往船队，庞大队伍除艘船外，其余全部葬身于冰山之中。
在巴芬岛建设殖民地的计划破灭了，夫洛比瑟只好率领残余人马返回英国。而英国本土却有想不到的消息在等待着他，原来，他从巴芬岛所带回的岩石并非金矿石，而是硫酸铁矿，一点价值也没有。这样一来，夫洛比瑟发现西北航路，以及有关到达中国国土的报告，便再也无人肯相信了。
8年后，为了绘制西英格兰、芬兰岛沿岸的地图，一些英国船员组织探险队，由约翰·大卫斯带领，三度航向北极。大卫斯详细地勘探了格陵兰沿岸浅湾后，决定往北航行，进人巴芬湾海域。但是，由于不断漂流而来的冰山实在太多了，使得大卫斯的船队根本无法前进，最后，他们只好放弃寻找通往中国的航路。
1780年左右，荷兰的海员及商人也加入了寻求中国财富的潮流中，他们从陆路及海路寻找前来中国的道路，成为英国人的主要竞争对手。其实，荷兰人的目的只是希望能够找到和俄罗斯交易的东北航路。
1596年，荷兰的北极探险队最重要的人物是威廉·巴伦支，他们从阿姆斯特丹出发，绕过新地岛北端，进人喀拉海峡，在茫茫海洋中朝东方航行，最后发现了现在的斯瓦尔巴群岛中最大的酉斯匹兹卑尔根岛。
当巴伦支的船队接近新地岛时，船被冰封住，渐渐地，船身周围的冰压愈来愈大，船身渐被提高，最后终于将船给压坏了。荷兰船员们只好放弃船支，沿着新地岛海岸寻找避难场所。
没有了船支，欧洲的探险家巴伦支和他的队员们，初次被迫在北极度过冬天。在这个遥远的地方，面对酷寒的气候，队员们使用残破的船支，建造过冬的房子，同时将船上所有可供利用的装备，如床铺、灯等，都搬进了新建的房子。
冬天，气候十分寒冷，连床单也结了冰，酒也冰冻了，北极熊体内能当做灯油的脂肪量很少，从油灯中冒出来的烟，往往又会熏得小屋内连呼吸都困难。由于没有柴火取暖，夜里上床以前，一定要用加热过的石头代替温水袋，放在脚部才能人睡。
队员们在困境中同心协力，终于捱过了严冬。他们知道，要获得外力的援助希望实在不大，想返回荷兰的首都阿姆斯特丹，唯有依靠自己的力量，到喀拉半岛去，然后再设法渡过。
6月中旬，天气逐渐暖和，队员们把残破的船重新整顿一番，将剩下的食物及日用品都装在上面，重新踏上了征程。
海上的浮冰融化了，他们奋力划船前进，遇到风就把机张起来，被冰阻扰时，就拖着船在冰上行走，最后，这些荷兰人克服险境，完成最艰辛的长途旅行，到达喀拉半岛。这时巴伦支队长已因体力不支而去世。
巴伦支探险队的失败，使原本在东方的海上势力超过西班牙的荷兰人放弃了寻找西北航路前来中国的欲望。从此英国负起北方航线的重担，英国的亨利·哈得逊和威廉·巴芬也因此成了北极航路的发现者，在北极探险史上留下了浓墨重彩的一笔。
哈得逊1607年便到达斯匹兹卑尔根群岛西方，即北纬80度23分处。后来，他更获得伦敦实业家的支持，为争取加拿大北极圈内的领土权而远征。
1610年，哈得逊乘坐发现号进人“有很大旋涡的海”——哈得逊湾。起先他以为将不难找到前往中国的道路，但是船却被冰所封锁，他的探险队只好在那儿过冬。
不幸的是因为部下叛乱，哈得逊独自一个被抛弃在北极岛上，没有任何食物和武器，一代伟大的探险家，只得含恨而终。不过，北极探险并没有因此而终止，叛变后的部下仍然驾驶着发现号，继续哈得逊湾的探险。
1616年，英国另一位优秀的航海家威廉·巴芬，指挥50吨重的船，经过格陵兰西北部，穿过麦尔维湾的冰群，到达现在美国的航空基地所在地杜里。然后，又在危险的海域，发现了琼斯海峡和兰卡斯特海峡。在这里，巴芬突然发觉指南针有很大的变化，经研究后才获知了地球磁北极的存在。巴芬于1619年8月返回英国。这次的探险是19世纪以前所有探险中范围最广收获最大的一次。
当英国和荷兰的探险家在北极海活动时，俄罗斯人也越过广大的西伯利亚，向东扩展势力。尤其是彼得大帝即位后，更积极努力于亚洲殖民地的建立。到了17世纪后期，俄罗斯的势力便到达了太平洋上的堪察加半岛。
1725年，彼得大帝为绘制地图，又派出大规模的探险队，探险整个西伯利亚的北部海岸地区。彼得大帝将这一项重任，交给丹麦人维特斯·白令。首先他要白令带领25位队员，从欧洲越过亚洲大陆到太平洋沿岸的鄂霍次克，进行长达1000公里以上的“内陆调查”；在第二次出航时他又命令白令绕过堪察加半岛，“在美洲大陆的海岸登陆”。
越过俄罗斯境内四大河时，最大的困扰是物资的输送困难。然而白令和队员在周密的计划和合作下并没有屈服。夏天，西伯利亚是一片潮湿的草原，但是一旦进人初冬，便有无数的大风雪不断来袭。不过，他们仍然设法到达了太平洋岸的鄂霍次克。从此，他们唯一的任务便是等待，等待彼得大帝将环绕堪察加半岛的船只送来。
1727年夏天，白令等了将近一年，终于获得了一艘船，他们立刻进行堪察加半岛的探险。一直到第二年他们才又获得另一艘船。
探险队绕过堪察加半岛，航行到安那地尔湾，并通过命名为圣罗林斯的岛屿，进人白令海。但是，夏天已经进人尾声，为避免碰上结冰期，白令只好下令返回鄂霍次克。
第二年夏天，他们进行第三次的探险，但是成果并不理想。5年后，白令才结束探险，返回圣彼得堡。
1734年他又组织大规模的探险队，到达鄂霍次克。这次他等待了6年，才乘着圣彼得号，从堪察加半岛前往白令海探险。最后，他们终于看到阿拉斯加的圣艾里亚斯山，并在美国西北部海岸登陆。
在这关键时刻，白令和队员却都患了严重的坏血病，白令担心无法在那里渡过冬天，便决定立刻回国。不幸的是，他们的船在经过白令岛时，遭到暴风雨的袭击，致使18世纪最伟大的北极探险家在1741年客死异地。白令虽然不幸逝世，但他却出色地完成彼得大帝交给他的探险任务。
1744年，俄罗斯人为了和阿拉斯加的爱斯基摩人交易，使依循着白令探险队的航行联络线，登陆美洲大陆，并往南深人旧金山，最后，甚至将阿拉斯加并入俄罗斯帝国的领土。
与此同时，英国人也在北极的加拿大内陆和部分海岸进行大规模的探险。19世纪初期是北极探险的黄金时代。当时，英国政府对英国海军寄予三大期望，希望他们能环绕世界、探险加拿大北极沿岸，并在美洲北方寻找新领土。
英国政府在北极探险的目的，主要是担心俄罗斯帝国对北极的野心一旦得逞，英国的海权范围必定愈来愈小。
更让英国人担心的是，自从白令在阿拉斯加登陆以后，俄罗斯的贸易商及猎人，便陆续地涌向阿拉斯加，1784年还在阿拉斯加的科达克岛建立第一个白人殖民地，接着又设立贸易公司，独占了整个阿拉斯加的贸易。
俄罗斯人的举动，引起了英国人的强烈不安。1818年，英国国会决定对寻找西北航路，和有关到达北极点的计划，给予财政上的援助。同年5月，英国海军立刻建立一个大规模的北极探险队，并分为两组，第一组的目的是尽可能到达北极点，第二组的目的，则是通过大卫斯海峡，寻找西北航行路线的人口。
海军中校约翰·罗斯担任第二组的队长，副队长则是后来成为北极探险队主要人物的年轻海军军官爱德华·巴里上尉。
1818年8月底，D里和罗斯乘着伊莎贝拉号和亚历山大号，驶人兰卡斯特海峡。当时的人都认为兰卡斯特海峡是前往北极的最佳路线。但是，伊莎贝拉号和亚历山大号在海峡中航行了一天，罗斯突然命令停止前进。
原来，罗斯发现前面有一连串的陆地和山脉从北向南方延伸，可是副船长巴里和其他的队员，却除了安静的海面以外，什么也没有看见。然而，罗斯却坚持看到了山脉和陆地，并且为了向英国海军部长表示敬意，他特别将这座山脉命名为柯洛加山，接着便命令依莎贝拉号和亚历山大号返回英国。
对于罗斯的中途而返，很多人都不以为然。他们认为罗斯的柯洛加山脉故事，只是一种回国的借口而已。这种蓄意不良的谣言不但破坏了罗斯的名誉，同时也使得海军部长无法向政府交待。因此，英国海军又组织了第二次的探险队，前往兰卡斯特海峡确认柯洛加山脉的存在。
第二支探险队爱德华·巴里为队长，率领赫克拉号和克立巴号，于5月11从英国启航。
此次航海，巴里的赫拉克号和克立巴号开启了连接大西洋与太平洋航路的海域，对于西北航路的发现做出了重大的贡献。
考察船到达兰卡斯特海峡时，船员们从瞻望台报告，前面没有任何山脉。此时，他们是位于西经83度12分，距离海峡沿岸仅数公里，较前罗斯所到达的地点更为深人，但是仍然看不到山脉的存在，证实柯洛加山脉纯属幻想。
三个月后，赫克拉号和克立巴号进人今天称为巴罗海峡的宽广海域时，被巨大的流冰所封锁，只有往西才有能够勉强前进。
9月初，探险队通过麦尔维海峡，到达西经110度线。根据英国国会于1818年通过的法律，所有的船员都可以获得五百英磅的奖金，但是，他们丝毫不觉得喜悦，因为站在赫克拉号瞭望台上的巴里，发现前面尽是一片白茫茫的冰原，船只抛错了。
他们只好在哈涅岬东部等待冰雪融解。然而，气温却一直继续下降，赫克拉号和克立巴号，只好进人海湾过冬。
巴里和他的探险队员在那儿度过了三个多月的漫长的冬日，幸运的是所有的船员都很健康，精神状态都很好，为了不让他们患思乡病，队长巴里十分严格地指挥队员们工作和训练，过着有规律的生活，同时到了夜晚便举行舞会，每隔两星期举行一次竞技比赛。
1821年8月，巴里很想突破被冰封锁的行程，但是流冰仍然有15米厚，并且互相重叠，根本不可能完成通过西北航路的计划。他们只好回国待命。
1824年，巴里又回到了北极，他这次航海的目的，是要调查巴芬岛周围的海域。他在那里度过了两个冬天，然而冰面却扩展到巴芬岛南端来，夏天的海面则遍布浓雾和无尽的暴风，致使巴里这一次的探险，又以失败告终。
1821年，英国国会曾通过快议，决定奖赏最先到达北极点的人。因此，原本积极探险西北航路的英国海军，便计划将目标指向北极点，同时将探险酉北航路有重要功劳的巴里，视为最佳人选。
1827年春末，巴里再次率领28位探险队员，驾驶曾经在西北航路探险中活跃一时的赫克拉号，前往斯匹兹卑尔根群岛。到了斯匹兹卑尔根群岛的托伦贝尔格湾，他们便下船，改成在冰上步行。他们拖着两艘小船，继续在冰群上往北前进，迟到有水的地方，就划着小船通过。
经过几个月的艰苦行进，巴里探险队终于在1827年7月26日到达北纬82度45分的地方，距离北极点只有800公里。然而，这时候队员们的疲劳也到达了顶点，他们只好再次撤回英国，此后的半个世纪，再也没有人到达巴里到达的地点。
为了前往中国，从远古时代开始，西北航路的发现便是探险家们的梦想。但是由于北极残酷的自然环境的制约，以至于经过了4个世纪，西北航路仍然未被发现，使得北极探险家们的长期梦想，一直拖延到近代的20世纪才变成现实。
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