Le professeur de minéralogie Otto Lidenbrock est un éminent géologue et naturaliste allemand. Amateur de vieux livres, un jour il achète le manuscrit original d'une saga islandaise, Heimskringla, écrite par Snorri Sturluson au XIIe siècle. Il y découvre à l’intérieur un parchemin codé, rédigé en caractères runiques islandais. Lidenbrock se passionne aussitôt pour ce cryptogramme et tyrannise toute la maison tant qu'il lui résiste. Axel, le narrateur et neveu du professeur, d'abord peu enthousiaste, se prend peu à peu au jeu et finit par découvrir la clé du message. Le parchemin se révèle être un message d'un certain Arne Saknussemm, un alchimiste islandais du XVIe siècle, rédigé en latin mais écrit en runes. Celui-ci affirme avoir découvert un passage qui l'aurait mené jusqu'au centre de la Terre, via l'un des cratères d'un volcan éteint d'Islande, le Sneffels.