1866年，在大海的不同地方，一些船隻發現了一個閃閃發亮的怪物，它身長數百米，偶爾浮出水面。在不少船隻受到這怪物攻擊而沉沒之後，美國政府派出護衛艦“林肯號”前去跟蹤追捕。法國生物學家阿龍納斯應邀參加，這個巴黎自然歷史博物館的教授，曾經撰文探討過這海洋怪物，認為是一頭巨大的獨角鯨。
“林肯號”在大海里遊弋了三個星期，卻一無所獲。一天晚上，教授正在甲板上欣賞夜景，猛然發現漆黑的水面突然閃現紅光，接著冒出一個龐然大物。教授奔回船艙報告了艦長，護衛艦隨即向怪物駛去。臨近時加拿大捕鯨叉手尼德·蘭猛力投出鋒利的鯨叉，只聽得“當”的一聲，彷彿撞擊在鋼板上，毫無作用。護衛艦便開炮射擊，可是炸彈均被怪物的尾部彈出，濺起一片浪花。怪物似乎被激怒了，從頭上噴出兩股水柱，向護衛艦右舷猛力襲來，隨著轟隆一聲巨響，教授、他的僕人康塞爾和鯨叉手三人被拋入水中。教授很快就失去了知覺。
教授醒來時，發現自己躺在一個鐵屋子裡，身邊坐著康塞爾和尼德·蘭。他大惑不解。兩位陌生人進來向他們致意，可是教授試用了幾種語言，他們都聽不懂。正在為難之時，他們的主人出現了。他身材高大，目光炯炯，用法語作了自我介紹。他叫尼摩，自稱與整個人類斷絕了關係。他說雖然他們已成了他的俘虜，但仍享有自由。只是為了保密，他不會釋放他們，而且要求他們唯命是從。
教授雖然對失去自由感到難過，但是他還是被神秘的潛艇和海底的奧秘所吸引。在尼摩的邀請下，他們三人參觀了他親自設計建造的“鸚鵡螺號”。儘管它的部件是拼湊起來的，可船體堅固，結構合理，承受得起海水的衝擊和高壓。艇內有漂亮的客廳，舒適的臥艙，圖書閱覽室和娛樂場。潛艇的電力和氧氣都是從海水裡提取，能在海底停留很長時間。食物也是取自海洋，有些美味的魚教授從未品嚐過。布是由海洋纖維織成，菸葉來自海草。尼摩還讓他們參觀了獵取海洋動物的槍支和便於在海底行走的裝備。
“鸚鵡螺號”在太平洋裡潛行。教授透過玻璃窗，一路觀賞著光怪陸離的海底景象和五光十色的深海生物。途經克利斯波島時，尼摩派人送來紙條，邀請他們三人到海底森林打獵。於是他們穿上潛水服，背上氧氣瓶，手持特別獵槍，穿過換壓艙，走在海底平原上。尼摩舉槍射中一隻大海獺，然後又殺了兩條海豚似的動物，滿載而歸。
潛艇到達加里曼丹附近時，食品告缺。教授他們三人決定上岸尋找蔬菜和野味。起初，他們運氣不錯，打死了幾頭野豬，採摘了不少水果。正當他們在沙灘上架起篝火準備烤肉時，突然受到土著人的襲擊。他們慌忙逃進小艇，駛向停泊在海中的潛艇。可是土著人乘上木筏，緊迫不捨。即使教授他們爬上潛艇，下了底艙，土著人仍然圍著潛艇，不肯散去。第二天一早，潛艇開艙換氣時，土著人果真紛紛爬上船來。可是他們的手一碰到欄杆，就驚叫著退縮了回去，原來金屬欄杆全部通了電。
潛艇駛入印度洋，在斯里蘭卡附近，尼摩邀請教授他們到海底參觀採珠場。這裡盛產珍珠，最大的價值可達二百萬美元。教授興趣盎然地觀看印度人在海底採珠。突然，一條巨鯊張著血盆大口向印度人襲去，尼摩當即手執短刀，挺身上前與鯊魚展開搏鬥，尼德·蘭舉叉相助，正中鯊魚心臟。尼摩隨即把採珠人托出水面，還從自己口袋裡取出幾顆珍珠送他。教授從心底敬佩尼摩捨己救人的精神，並由此知道尼摩事實上沒有斷絕與人類的交往。
“鸚鵡螺號”從紅海進入地中海花了不足20分鐘。它是透過尼摩發現的海底通道潛行的，那時還沒有蘇伊士運河。
一路上，教授發現了不少驚人的事情。船至康地島時，尼摩從櫃子裡取出許多黃金，派人乘小艇送出去。後來當潛艇駛入大西洋，停泊在維多灣海底時，尼摩又派他的船員潛水從海底沉船裡搬上來裝滿金銀財寶的箱子。原來尼摩是利用打撈沉船裡的財寶救濟窮人和從事科學探險的。在大西洋海底，尼摩陪著教授參觀沉沒已久的大陸——大西洲。他們觀賞了海底火山噴口吐出硫磺火漿的奇景，也察看了已成廢墟的龐貝城。
潛艇又向南極進發，它在成群結隊的鯨魚中間穿行。當尖頭鯨向長鬚鯨進攻時，尼摩出於對弱者的同情，指揮船員攻擊尖頭鯨。在此後的航行中，他們歷盡艱險，一會兒是冰山封路，一會兒是章魚圍攻，一會兒又是敵艦偷襲。尼摩以驚人的毅力和智慧，指揮全體船員，戰勝了一切。
歷經海底兩萬裡環球航行之後，潛艇在挪威西海岸遇上了可怕的大漩渦。教授無法知道潛艇捲入大漩渦之後的遭遇，因為他和他的同伴被漩渦拋入水裡後，在挪威的一個小島上僥倖脫險，而潛艇已毫無蹤影了。
1866年，在大海的不同地方，一些船隻發現了一個閃閃發亮的怪物，它身長數百米，偶爾浮出水面。在不少船隻受到這怪物攻擊而沉沒之後，美國政府派出護衛艦“林肯號”前去跟蹤追捕。法國生物學家阿龍納斯應邀參加，這個巴黎自然歷史博物館的教授，曾經撰文探討過這海洋怪物，認為是一頭巨大的獨角鯨。
“林肯號”在大海里遊弋了三個星期，卻一無所獲。一天晚上，教授正在甲板上欣賞夜景，猛然發現漆黑的水面突然閃現紅光，接著冒出一個龐然大物。教授奔回船艙報告了艦長，護衛艦隨即向怪物駛去。臨近時加拿大捕鯨叉手尼德·蘭猛力投出鋒利的鯨叉，只聽得“當”的一聲，彷彿撞擊在鋼板上，毫無作用。護衛艦便開炮射擊，可是炸彈均被怪物的尾部彈出，濺起一片浪花。怪物似乎被激怒了，從頭上噴出兩股水柱，向護衛艦右舷猛力襲來，隨著轟隆一聲巨響，教授、他的僕人康塞爾和鯨叉手三人被拋入水中。教授很快就失去了知覺。
教授醒來時，發現自己躺在一個鐵屋子裡，身邊坐著康塞爾和尼德·蘭。他大惑不解。兩位陌生人進來向他們致意，可是教授試用了幾種語言，他們都聽不懂。正在為難之時，他們的主人出現了。他身材高大，目光炯炯，用法語作了自我介紹。他叫尼摩，自稱與整個人類斷絕了關係。他說雖然他們已成了他的俘虜，但仍享有自由。只是為了保密，他不會釋放他們，而且要求他們唯命是從。
教授雖然對失去自由感到難過，但是他還是被神秘的潛艇和海底的奧秘所吸引。在尼摩的邀請下，他們三人參觀了他親自設計建造的“鸚鵡螺號”。儘管它的部件是拼湊起來的，可船體堅固，結構合理，承受得起海水的衝擊和高壓。艇內有漂亮的客廳，舒適的臥艙，圖書閱覽室和娛樂場。潛艇的電力和氧氣都是從海水裡提取，能在海底停留很長時間。食物也是取自海洋，有些美味的魚教授從未品嚐過。布是由海洋纖維織成，菸葉來自海草。尼摩還讓他們參觀了獵取海洋動物的槍支和便於在海底行走的裝備。
“鸚鵡螺號”在太平洋裡潛行。教授透過玻璃窗，一路觀賞著光怪陸離的海底景象和五光十色的深海生物。途經克利斯波島時，尼摩派人送來紙條，邀請他們三人到海底森林打獵。於是他們穿上潛水服，背上氧氣瓶，手持特別獵槍，穿過換壓艙，走在海底平原上。尼摩舉槍射中一隻大海獺，然後又殺了兩條海豚似的動物，滿載而歸。
潛艇到達加里曼丹附近時，食品告缺。教授他們三人決定上岸尋找蔬菜和野味。起初，他們運氣不錯，打死了幾頭野豬，採摘了不少水果。正當他們在沙灘上架起篝火準備烤肉時，突然受到土著人的襲擊。他們慌忙逃進小艇，駛向停泊在海中的潛艇。可是土著人乘上木筏，緊迫不捨。即使教授他們爬上潛艇，下了底艙，土著人仍然圍著潛艇，不肯散去。第二天一早，潛艇開艙換氣時，土著人果真紛紛爬上船來。可是他們的手一碰到欄杆，就驚叫著退縮了回去，原來金屬欄杆全部通了電。
潛艇駛入印度洋，在斯里蘭卡附近，尼摩邀請教授他們到海底參觀採珠場。這裡盛產珍珠，最大的價值可達二百萬美元。教授興趣盎然地觀看印度人在海底採珠。突然，一條巨鯊張著血盆大口向印度人襲去，尼摩當即手執短刀，挺身上前與鯊魚展開搏鬥，尼德·蘭舉叉相助，正中鯊魚心臟。尼摩隨即把採珠人托出水面，還從自己口袋裡取出幾顆珍珠送他。教授從心底敬佩尼摩捨己救人的精神，並由此知道尼摩事實上沒有斷絕與人類的交往。
“鸚鵡螺號”從紅海進入地中海花了不足20分鐘。它是透過尼摩發現的海底通道潛行的，那時還沒有蘇伊士運河。
一路上，教授發現了不少驚人的事情。船至康地島時，尼摩從櫃子裡取出許多黃金，派人乘小艇送出去。後來當潛艇駛入大西洋，停泊在維多灣海底時，尼摩又派他的船員潛水從海底沉船裡搬上來裝滿金銀財寶的箱子。原來尼摩是利用打撈沉船裡的財寶救濟窮人和從事科學探險的。在大西洋海底，尼摩陪著教授參觀沉沒已久的大陸——大西洲。他們觀賞了海底火山噴口吐出硫磺火漿的奇景，也察看了已成廢墟的龐貝城。
潛艇又向南極進發，它在成群結隊的鯨魚中間穿行。當尖頭鯨向長鬚鯨進攻時，尼摩出於對弱者的同情，指揮船員攻擊尖頭鯨。在此後的航行中，他們歷盡艱險，一會兒是冰山封路，一會兒是章魚圍攻，一會兒又是敵艦偷襲。尼摩以驚人的毅力和智慧，指揮全體船員，戰勝了一切。
歷經海底兩萬裡環球航行之後，潛艇在挪威西海岸遇上了可怕的大漩渦。教授無法知道潛艇捲入大漩渦之後的遭遇，因為他和他的同伴被漩渦拋入水裡後，在挪威的一個小島上僥倖脫險，而潛艇已毫無蹤影了。