Tre män hamnar ombord på ubåten Nautilus, styrd av kapten Nemo. I denna båt färdas de under världshaven och råkar ut för många fantastiska äventyr. De får bland annat se Atlantis, slåss med jättebläckfiskar och gå på jakt i Crespoöns skogar.
Verne tar även läsaren med till sydpolen där kapten Nemo som första människa någonsin sätter sin fot.