ماجرای یک پروفسور زمین شناس به نام لیدن براک است. که نوشته های یک دانشمند قدیمی را پیدا می کند که مربوط به سفر او به مرکز زمین است. با خواندن این دست نوشته پورفسور لیدن براک هم قصد سفر به مرکز زمین را می کند و به همراه برادرزاده خود آکسل که دستیار او هم است مقدمات این سفر را فراهم می کند . آکسل که از این سفر بسیار وحشت دارد سعی میکند عمویش را از این سفر منصرف کند . ولی موفق نمی شود زیرا پروفسور لیدن براک تصمیم خود را گرفته است. دهانه این کوه آتشفشان که آن ها قصد دارند از دهانه آن به مرکز زمین سفر کنند در ایسلند قرار دارد آن ها در ایسلند با مرد تنومند و مهربانی به نام هانس آشنا می شوند که در این سفر آن ها را همراهی می کند.
آن ها با مقدار زیادی آذوقه و وسایل مختلف عازم سفر می شوند هرچند آکسل انتظار دارد درآن جا با حرارت و گرمای شدید مواجه شوند ولی در آنجا با چشمه ها و جنگل های قارچ غول آسا و رود و حتی دریای بزرگی روبرو می شوند آنها قایق کوچکی می سازند و در آن دریا کیلومترها حرکت می کنند. همچنین اسکلت انسان هم در آن اعماق می بینند. و نشانه های گفته شده در دست نوشته ها هم درآن جا پیدا می کنند ولی سفر آن ها به مرکز زمین به انتها نمی رسد و جهت خود را گم می کنند زیرا قطب نمای آن ها در اثر طوفان و ایجاد یک گلوله آتشین جهات عقربه های جهت یاب عوض میشود. و در آخر هم پروفسور به همراه آکسل و هانس مرد تنومند ایسلندی از اعماق زمین به همراه زیادی خاکستر و بخار و مواد مذاب از دهانه یک کوه آتشفشان دیگر به بیرون پرتاب می شوند.
و پروفسور از نظریه مربوط به سرد شدن تدریجی در اعماق زمین در برابر تمام دانشمندان جهان دفاع می کند و به شهرتی جهانی می رسد.