这本书以第一人称讲述了阿克塞尔和叔叔穿越地心的故事。他们在书里找到了一份密码信，废寝忘食的解开了密码信，密码信上是一位古生物学家记载说冰岛有一座死火山能通向地心。因此，他们出发了。
先到了冰岛，通过种种实验以及测试。他们找了一位向导，汉斯同去。用绳索进到死火山后，他们遇到了许多困难，还发现了那位古生物学家的名字缩写和古代生物化石。从火山的通风管到达了地球底部，找到了“地中海”，发现了地下的世界。制作好木筏后，他们驶向了地中海的尽头，途中还看见了蛇颈龙和他的死敌鱼龙大战，不一会鱼龙战胜了蛇颈龙。阿克塞尔还把他们错看成了一群巨型生物，甚是好笑。
当他们在木筏上钓鱼的时候，竟然钓到了远古小鱼，这品种的鱼现在已经灭绝了，我们仅仅只发现过化石。为了寻找出路，他们只好用炸弹炸开石壁，爆炸的巨大威力把在木筏上的他们的掀翻了，物资全部都掉进了水里。上岸后，还在巨型原始森林里发现了看管巨象的巨型人猿，他们历经千辛万苦才逃出了原始森林。
最后，阿克塞尔和叔叔以及冰岛向导汉斯从极地的一个间歇式火山口出来。当他们回到故乡后，叔叔里登布洛克教授已名扬四海，成了一位最快乐的科学家。
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