Hamburg, 1863 májusa. Otto Lidenbrock geológusprofesszor sietősen tart hazafelé, hogy elolvashassa legújabb szerzeményét, egy izlandi saga eredeti rúnákkal írt kéziratát, amelyet Snorri Sturluson krónikaíró jegyzett le a középkorban. A kézirat tanulmányozása közben a professzor és unokaöccse, Axel egy kódolt jegyzetet benne. Lidenbrock és Axel lefordítják a rúnákat latin betűkre, ezzel azonban egy hasonlóan zavarba ejtő kódot kapnak. A professzor először feltételezi, hogy transzpozíciós módszerrel készült, de ez zsákutcának bizonyul.
Lidenbrock ezután úgy dönt, hogy bezárkózik a házba, és a ott tartózkodókkal – unokaöccse, Axel, valamint a házvezetőnő Márta – nem eszik, amíg meg nem fejtik a szöveget. Axel végül felfedezi, hogy a nagybátyja első meglátása helyes volt: visszafele kell olvasni az betűket, hogy megkapják az üzenet latin nyelvű mondatait. Először megpróbálja eltitkolni a nagybátyja elől, mivel tart attól, amit az tenne a szöveg ismeretében, de két nap után nem bírja tovább, és felfedi a titkot. Lidenbrock lefordítja a jegyzetet, amely egy izlandi alkimista, Arne Saknussemm művének bizonyul. A szövegben Saknussemm azt állítja, hogy felfedezett egy utat a Föld középpontja felé az izlandi Snæfell-len keresztül…
Lidenbrock professzor egyből elindul Izlandra, és magával viszi vonakodó unokaöccsét is. Axel, aki hozzá képest gyáva és kevésbé kalandvágyó, többször is megpróbál ellenkezni vele. Kifejti aprofesszornak a vulkánba való leereszkedéssel kapcsolatos félelmeit, valamint különféle tudományos elméleteket az utazás kivitelezhetetlenségéről. Ám ez Lidenbrock professzort hidegen hagyja.
A Lübecket és Koppenhágát érintő rövid utazás után megérkeznek Reykjavíkba, ahol szolgálatukba fogadnak egy Hans Bjelke nevű dánul is beszélő izlandi vadászt, hogy segítőjük legyen az úton…