在1866年，當時海上的人們發現了一隻所謂獨角鯨的大怪物，他（阿龍納斯）接受了邀請並參加捕捉行動，在捕捉過程中卻不幸與其僕人（康塞爾）掉入水中，卻意外游到了這隻怪物的脊背上。後來得知這隻驚動一時的獨角鯨原來是一艘構造奇妙的潛水船。這潛水船是一位叫尼摩船長的人在大洋中的一座荒島上秘密建造的，其船身堅固，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，途徑珊瑚島、印度洋、紅海、地中海，然後進入大西洋，看到許多稀罕的海生動植和水中奇異景象。最後，當潛水船到達挪威海岸是，阿龍納斯不辭而別，把他所有知道的海底秘密公之於世。