Le professeur Lidenbrock, un scientifique excentrique, découvre un manuscrit crypté révélant l'existence, en Islande, d'un passage menant au centre de la terre. Accompagné de son neveu Axel, le narrateur, et d'un guide islandais, Hans, il organise une expédition dans les entrailles terrestres, qui se révèle être une plongée dans le passé. Après de nombreuses péripéties, les trois hommes découvrent un monde perdu : une caverne contenant plantes, poissons et animaux préhistoriques, dont certains restent bien vivants.
Dans ce livre plus qu'ailleurs, Verne laisse libre cours à son imagination. Voyage au centre de la terre (publié en 1864 et 1867) anticipe de manière jubilatoire le moment fatidique où la terre sera entièrement cartographiée, y compris dans ses profondeurs. L'auteur y exprime son désir d'exploration mais aussi son rêve d'un ailleurs inexploré.