Une expédition internationale est lancée à la recherche d'un monstre marin responsable de plusieurs naufrages. Le professeur Pierre Aronnax, le narrateur du roman, y représente la France. C'est à cette occasion qu'il rencontre le Capitaine Nemo, créateur d'un extraordinaire sous-marin, le Nautilus, dans lequel il vit, loin de l'humanité qu'il déteste. Prisonniers du Nautilus, Aronnax et ses compagnons parcourent les fonds marins pendant 8 mois. Ils y vivent des aventures terrifiantes dans des paysages fantastiques.