瑞典最南部村莊裡住著小男孩尼爾斯，他性格孤僻，不愛讀書，愛捉弄小動物。他在捉弄小狐仙時，被生氣的小狐仙變成一個拇指大小的人。後來，他本想阻止家中雄鵝飛走，可是沒有成功，自己還騎在了雄鵝的背上。於是，他騎著雄鵝，與一群大雁一起飛翔，開始了自己的冒險之旅。

動物們本來都很討厭尼爾斯，可是變小後的尼爾斯經常幫助小動物，動物們慢慢又喜歡他了。尼爾斯和雄鵝加入了灰雁頭領艾卡帶領的灰雁隊伍，它們一起旅行。尼爾斯為了救灰雁，得罪了狡猾的狐狸斯密爾。斯密爾蓄意報復，好幾次都差點把尼爾斯害死。聰明的尼爾斯請一條家犬幫忙，抓住了斯密爾。隨後斯密爾被家犬的主人賣到了動物園，過著沒有自由的生活。善良的尼爾斯不忍心，又幫斯密爾恢復了自由。

因為意外，尼爾斯與大雁隊伍走散了。他發現曾經救過自己的老鵰高爾果被鎖在動物園的籠子裡，失去了自由。他幫高爾果逃離籠子，得知艾卡曾養育過高爾果，但是它們後來產生了矛盾，誰也不理誰了。當高爾果幫尼爾斯重回雁群后，尼爾斯調解了高爾果和艾卡的矛盾，兩個動物重歸於好。後來，尼爾斯從艾卡口中得知自己父母過得並不好，急切想回家看看。

回到家中的尼爾斯變回了正常模樣，爸爸媽媽見到他非常開心。經過一番歷險，尼爾斯已經成為了一個善良、勇敢、富有責任感的男孩。他依依不捨地跟艾卡帶領的雁群告別，他永遠也不會忘記自己曾經騎鵝旅行的事情。