这部作品叙述法国生物学者阿龙纳斯在海洋深处旅行的故事。这事发生在一八六六年，当时海上发现了一只大怪物，他接受邀请参加追捕，在追捕过程中落水，到怪物的脊背上。其实这怪物不是独角鲸，而是一艘潜水船。 潜水船是船长尼摩在大洋中的一座荒岛上建造的。尼摩船长邀请阿龙纳斯作海底旅行。他们从太平洋出发，经过珊瑚岛、印度洋、红海、地中海，进入大西洋，看到许多海生动植物和水中的景象，又经历了搁浅、土人围攻、同鲨鱼搏斗、冰山封路、章鱼袭击等许多险情。 最后，当潜水船到达挪威海岸时，阿龙纳斯不辞而别，把他所知道的海底秘密公布于世。书中的主人公尼摩船长是一个非常吸引人的人物。尼摩根据自己的设计建造了潜水船，潜航在海底进行科学研究，但这又不是他的惟一目的。他躲避开他的敌人和害他的人，在海底探寻自由，又对自己孤独的生活感到悲痛。