特雷弗(布蘭登·費舍飾)作為大學地質教授始終堅信凡爾納小說中的地心世界真實存在,這種反傳統理論使他淪為學界笑柄并失去學術聲譽。為驗證猜想,特雷弗帶著侄子肖恩(喬什·哈切森飾)和冰島向導漢娜(安妮塔·布瑞姆飾)前往火山巖洞考察。在探索中,三人意外墜入冰層下的地心通道,在神秘世界里目睹與小說描述完全一致的巨型蕨類森林、發光生物群落和遠古海洋。他們借助巖漿活動產生的地質動力,沿著間歇泉形成的天然升降通道重返地面,并通過帶回的特殊晶體樣本和影像資料,向科學界證實了地心世界的客觀存在。這場冒險不僅讓特雷弗的學術理論獲得承認,也讓肖恩對科學探索產生了全新認知。