此書主要講述鸚鵡螺號潛艇的故事。1866年，海上發現了一隻疑似為獨角鯨的大怪物，阿龍納斯教授及僕人康塞爾受邀參加追捕。在追捕過程中，他們與魚叉手尼德·蘭不幸落水，到了怪物的脊背上。

他們發現這怪物並非是什麼獨角鯨，而是一艘構造奇妙的潛艇。潛艇是尼摩在大洋中的一座荒島上秘密建造的，船身堅固，利用海水發電。尼摩船長邀請阿龍納斯作海底旅行。他們從太平洋出發，經過珊瑚島、印度洋、紅海、地中海、大西洋，看到海中許多罕見的動植物和奇異景象。

途中還經歷了擱淺、土著圍攻、同鯊魚搏鬥、冰山封路、章魚襲擊等許多險情。

最後，當潛艇到達挪威海岸時，三人不辭而別，回到了他的家鄉。

最後，當潛水艇到達挪威海岸時，阿龍納斯教授等三人（阿龍納斯教授、康賽爾、尼德蘭）不辭而別，將他們所知道的海底秘密公諸於世。

《海底兩萬裡》（Vingt mille lieues sous les mers）是法國著名作家儒勒·凡爾納的代表作之一，是“凡爾納三部曲”（另兩部為《格蘭特船長的兒女》和《神秘島》）的第二部。

全書共2卷47章。