在1866年，当时海上发现了一只被断定为独角鲸的大怪物，阿龙纳斯教授接受邀请，参加追捕，在追捕过程中不幸落水，泅到“怪物”的脊背上，其实这“怪物”不是什么独角鲸，而是一艘构造奇妙的潜艇。
阿龙纳斯教授和他的伙伴们（仆人康塞尔及水手尼德·兰）与潜艇艇长尼摩船长一起海底旅行。他们从太平洋出发，经过珊瑚岛、印度洋、红海、地中海，进入大西洋，甚至还去了南极，看到许多罕见的海生动植物和水中的奇异景象，又经历了许多危险。
最后，当潜水船到达挪威海岸时，阿龙纳斯和他的伙伴们逃走，把他所知道的海底秘密公布于世。
将这些海洋生物向我们做了详细介绍，界、门、纲、目、科、属、种，说得井井有条，使读者认识了许多海洋生物。阿龙纳斯还把在海洋中见到的种种奇观，娓娓道来，令读者大开眼界。
