这部作品叙述法国生物学者阿龙纳斯在海洋深处旅行的故事。这事发生在1866年，当时海上发现了一只被断定为独角鲸的大怪物，他接受邀请参加追捕，在追捕过程中不幸落水，泅到怪物的脊背上。其实这怪物并非什么独角鲸，而是一艘构造奇妙的潜水船，潜水船是船长尼摩在大洋中的一座荒岛上秘密建造的，船身坚固，利用海洋发电。尼摩船长邀请阿龙纳斯作海底旅行。他们从太平洋出发，经过珊瑚岛、印度洋、红海、地中海，进入大西洋，看到许多罕见的海生动植物和水中的奇异景象，又经历了搁浅、土人围攻、同鲨鱼搏斗、冰山封路、章鱼袭击等许多险情。最后，当潜水船到达挪威海岸时，阿龙纳斯不辞而别，把他所知道的海底秘密颂于世。

这部作品集中了凡尔纳科幻小说的所有特点。曲折紧张、扑朔迷离的故事情节，瞬息万变的人物命运，丰富详尽的科学知识和细节逼真的美妙幻想融于一炉。作者独具匠心，巧妙布局，在漫长的旅行中，时而将读者推入险象环生的险恶环境，时而又带进充满诗情画意的美妙境界；波澜壮阔的场面描绘和细致入微的细节刻画交替出现。读来引人入胜、欲罢不能。