L'histoire débute en 1863 à Hambourg, où le professeur Otto Lidenbrock, éminent géologue, met la main sur un ancien manuscrit. À l'intérieur, il découvre un parchemin codé qui, avec l'aide réticente de son neveu Axel, révèle un secret incroyable : un alchimiste islandais du XVIe siècle y décrit un passage menant au centre de la Terre, accessible par un volcan éteint en Islande, le Sneffels. Poussé par son tempérament impétueux et sa soif de découverte, le professeur décide sans attendre de se lancer dans cette expédition extraordinaire, malgré les doutes scientifiques d'Axel et son attachement à sa fiancée, Graüben. Les deux hommes se préparent alors pour un périple audacieux qui les mènera aux confins du monde connu, et bien au-delà, dans les entrailles mêmes de la planète.