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这部作品叙述法国博物学家阿龙纳斯教授在海洋深处旅行的故事。故事发生在一八六六年，当时海上发现了一只被断定为独角鲸的大怪物，他接受邀请参加追捕，在追捕过程中不幸落水，泅到怪物的脊背上。其实这怪物并非什么独角鲸，而是一艘构造奇妙的潜水艇。潜艇是船长尼莫在大洋中的一座荒岛上秘密建造的，船身坚固，利用海洋发电。尼莫船长邀请阿龙纳斯作海底旅行。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，看到许多罕见的海生动植物和水中的奇异景象，又经历了搁浅、土著人围攻、同鲨鱼搏斗、冰山封路、章鱼袭击等许多险情。最后，当潜艇到达挪威海岸时，阿龙纳斯不辞而别，把他所知道的海底秘密公布于世。书中的主人公尼莫船长是一个带有浪漫、神秘色彩，非常吸引人的人物。尼莫根据自己的设计建造了潜水艇，潜航在海底进行大规模的科学研究，但这好像又不是他这种孤独生活的惟一目的。他躲避开他的敌人和迫害者，在海底探寻自由，又对自己孤独的生活深深感到悲痛。这个神秘人物的谜底到了三部曲的第三部才被揭开。
