這部作品敘述法國生物學者阿龍納斯在海洋深處旅行的故事。這事發生在1866年，當時海上發現了一隻被斷定爲獨角鯨的大怪物，他接受邀請參加追捕，在追捕過程中不幸落水，泅到怪物的脊背上。其實這怪物並非什麼獨角鯨，而是一艘構造奇妙的潛水船，潛水船是船長尼摩在大洋中的一座荒島上祕密建造的，船身堅固，利用海洋發電。尼摩船長邀請阿龍納斯作海底旅行。他們從太平洋出發，經過珊瑚島、印度洋、紅海、地中海，進入大西洋，看到許多罕見的海生動植物和水中的奇異景象，又經歷了擱淺、土人圍攻、同鯊魚搏鬥、冰山封路、章魚襲擊等許多險情。最後，當潛水船到達挪威海岸時，阿龍納斯不辭而別，把他所知道的海底祕密頌於世。
