Guardado en el manuscrito original de la Heimskringla de Snorri Sturluson, que ha encontrado en la tienda de un judío, el profesor alemán Otto Lidenbrock descubre un pergamino con un texto cifrado; el autor es un sabio islandés del siglo XVI que afirma haber llegado al centro de la Tierra: Arne Saknussemm.

El profesor Lidenbrock pretende seguir los pasos de Saknussemm, y emprende una expedición acompañado por su escéptico sobrino Axel y el impasible guía islandés Hans.

El grupo ingresa por un volcán hacia el interior del globo terráqueo, en donde vivirán innumerables peripecias, incluyendo el asombroso descubrimiento de un mar interior y un mundo mesozoico completo enterrado en las profundidades, así como la existencia de iluminación de carácter eléctrico.

En esta novela, Verne utiliza uno de los inventos existentes en la época: la lámpara del minero, creada por los físicos franceses Dumas y Benoît a partir de la bobina de Ruhmkorff y del tubo de Geissler. Es infundada, pues, la idea de que fue el mismo Verne quien inventó esta fuente muy luminosa.