特雷弗（布蘭登·費(fèi)舍飾）作為大學(xué)地質(zhì)教授始終堅(jiān)信凡爾納小說(shuō)中的地心世界真實(shí)存在，這種反傳統(tǒng)理論使他淪為學(xué)界笑柄并失去學(xué)術(shù)聲譽(yù)。為驗(yàn)證猜想，特雷弗帶著侄子肖恩（喬什·哈切森飾）和冰島向?qū)h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(shuō)描述完全一致的巨型蕨類森林、發(fā)光生物群落和遠(yuǎn)古海洋。他們借助巖漿活動(dòng)產(chǎn)生的地質(zhì)動(dòng)力，沿著間歇泉形成的天然升降通道重返地面，并通過(guò)帶回的特殊晶體樣本和影像資料，向科學(xué)界證實(shí)了地心世界的客觀存在。這場(chǎng)冒險(xiǎn)不僅讓特雷弗的學(xué)術(shù)理論獲得承認(rèn)，也讓肖恩對(duì)科學(xué)探索產(chǎn)生了全新認(rèn)知。