Profesor Otto Liddenbrock objeví starou knihu, která skrývá zašifrovaný rukopis psaný runami. Jedná se o popis cesty vedoucí do středu Země. Profesor se na tuto cestu vydává se svým synovcem Axelem a průvodcem Hansem.

Do hlubin Země sestupují po jícnu sopky, objevují podzemní moře, prochází geologickými obdobími a sledují vývoj života v oblastech, o jejichž existenci mnoho vědců pochybuje. Pozorují boj nebezpečných pravěkých oblud a jejich zkušenost se střetává s mnoha vědeckými teoriemi o nemožnosti života pod zemí. Nachází vzácné prehistorické pohřebiště, které skrývá mnoho přelomových objevů.

Několikrát se ocitají v nebezpečí života, díky hrůzné bouři, nedostatku vody a nebezpečným živočichům. Zpět na zem se dostávají díky výbuchu sopky, která je dopravila zpátky s valící se lávou. Středu Země nedosáhli, ale jejich cesta přesvědčila skeptické vědce o možnosti života pod povrchem Země.