博物學家阿羅納克斯教授接受邀請,參與追蹤所謂的獨角鯨的行動,不幸與隨從孔塞伊和捕鯨手內德·蘭德一起掉入海中,他們又幸運地游到一座浮動的“小島”上,“小島”正是他們追蹤的“獨角鯨”——鸚鵡螺號潛水艇。尼摩艇長許給他們在艇上的自由,但不允許他們離開。就這樣,他們跟隨着鸚鵡螺號開始了奇幻的海底探秘之旅。他們穿越了太平洋、印度洋、紅海、地中海、大西洋、南極和北冰洋,看到了奇妙壯觀的海底世界,經歷了驚心動魄的種種險情,多次籌謀逃離未果,最後一次絕處逢生,回到陸地。鸚鵡螺號潛水艇卻不知所蹤。阿羅納克斯教授將他十個月的冒險經歷公之於世。