此書主要講述鸚鵡螺號(hào)潛艇的故事。1866年，海上發(fā)現(xiàn)了一只疑似為獨(dú)角鯨的大怪物，阿龍納斯教授及仆人康塞爾受邀參加追捕。在追捕過(guò)程中，他們與魚(yú)叉手尼德·蘭不幸落水，到了怪物的脊背上。他們發(fā)現(xiàn)這怪物并非是什么獨(dú)角鯨，而是一艘構(gòu)造奇妙的潛艇。潛艇是尼摩在大洋中的一座荒島上秘密建造的，船身堅(jiān)固，利用海水發(fā)電。尼摩船長(zhǎng)邀請(qǐng)阿龍納斯作海底旅行。他們從太平洋出發(fā)，經(jīng)過(guò)珊瑚島、印度洋、紅海、地中海、大西洋，看到海中許多罕見(jiàn)的動(dòng)植物和奇異景象。途中還經(jīng)歷了擱淺、土著圍攻、同鯊魚(yú)搏斗、冰山封路、章魚(yú)襲擊等許多險(xiǎn)情。最后，當(dāng)潛艇到達(dá)挪威海岸時(shí)，三人不辭而別，回到了他的家鄉(xiāng)。
