Le 24 mai 1863, le professeur Lidenbrock, minéralogiste au Johannaeum de Hambourg, et son neveu, Axel, découvrent un étrange grimoire signé d'un fameux alchimiste islandais du XVIe siècle: Arne Saknussemm. Ils y apprennent la possibilité d'atteindre le centre de la Terre. Ils se lancent aussitôt dans la folle entreprise, au mépris de toutes les objections scientifiques qu'elle soulève.