特雷弗（布兰登·费舍 Brendan Fraser 饰）是一位大学地质教授，虽然拥有丰富的地质知识，但他却常常挑战传统观念。他坚信凡尔纳的小说《地心游记》并非科幻作品，而是真实存在的历史记录。因为这个独特的观点，他成为了学院里的笑柄，甚至失去了学术研究的资金支持。然而，特雷弗的坚持并未白费。一天，他偶然发现了一张神秘的地图，上面描绘着通往地下世界的路线。他决定循着这张地图，展开一场探索地心的冒险。他招募了一支勇敢的探险队，包括了教授助手凯瑟琳（乔什·哈切森 Josh Hutcherson 饰）、妙龄女郎汉娜（安妮塔·布瑞姆 Anita Briem 饰）以及擅长挖掘的萨姆（塞斯·梅耶斯 Seth Meyers 饰）。在充满未知和危险的地心世界中，特雷弗一行人遇到了史前生物、沸水河流、神秘花草和巨型蘑菇等奇妙的现象。他们必须用智慧和勇气面对这些挑战，同时还要与时间赛跑，寻找传说中的神秘能源“斯图亚特”（Schunt）。这场冒险不仅让特雷弗和他的队伍领略了地心的奇观，也让他们重新认识了地球和人类与地球的紧密联系。