它講述了美國政府邀請阿龍納斯教授和他的仆人康塞爾加入探險隊，以證明或反駁海怪的存在。陪同他們的壹名船員是尼德·蘭，他傲慢自大，精通魚鏢。最終發現海怪是人造的並消滅它的故事。
故事並不復雜，主要講述了鸚鵡螺(Nautilus)的故事。1866，有人認為在海上看到了獨角鯨。為了航行安全，在公眾的呼籲下，美國派出了亞伯拉罕·林肯去追捕“海怪”。
法國生物學家皮埃爾·阿龍納斯教授應邀參加了這場追逐。結果，追怪物的戰艦被怪物追趕，被“海怪”猛烈攻擊。
阿龍納斯教授和他的仆人康塞爾，還有壹個捕鯨人尼德·蘭，掉進水裏，被“海怪”救起。之後，他們被尼摩船長囚禁在這艘神秘的潛艇裏。之後，他們開始在海底兩萬裏之間環遊世界，發現那是壹艘名叫鸚鵡螺號的潛艇。最後，他們設法逃脫並回到了陸地。
作者告誡人們，在看到科技帶來好處的同時，應該杜絕破壞自然生態、危害人類生存的行為。提出了愛護海豹、鯨魚等海洋動物，譴責濫殺濫撈的主張。
這些今天依然流行的環保話題，在200年前就已經有先知在呼籲了。儒勒·凡爾納在告訴我們:沒有什麽是不可能的，只有想不到的——只有當妳有了壹定的科學背景，妳才能擁有來源於現實或者高於現實的想象力，否則就不是科幻而是幻想；而如果沒有想象力，沒有目的，沒有方向，就更不可能取得科學進步。