小说描写的是法国博物学家阿罗纳克斯教授应邀登上一艘驱逐舰，参与追捕当时盛传的海上“怪物”，不幸被“怪物”俘获。而所谓的“ 怪物”竟是一艘当时无人细晓豹潜水艇。

潜水艇艇长尼摩邀请阿罗纳克斯教授一行三人作海底旅行。沿途他们饱览了海底变幻无穷的奇异景观和形彤色色的生物，经历了种种危险。最后，当潜水艇到达挪威海岸时，阿罗纳克斯等三人不辞而别，将他们所知道的海底秘密公诸于世。

小说悬念迭出，高潮频起，趣味盎然，在引人人胜的故事和精彩的海底景观描写中，蕴蓄着鲜明的爱憎和广博的地理知识，使人们在获得极大的精神享受的同时，感受自然的神奇和科学的力量。