Axel Lidenbrock est le neveu d'un éminent géologue et naturaliste allemand, le professeur Otto Lidenbrock. L'histoire commence à Hambourg, dans la maison du Pr. Lidenbrock. Le professeur, amateur de vieux livres, a acheté le manuscrit original d'une saga islandaise, Heimskringla, écrite au XIIe siècle, et dans lequel il découvre un parchemin rédigé en caractères runiques.
Axel et son oncle parviennent à déchiffrer ce cryptogramme. Il s'agit du message d'un certain Arne Saknussemm, un alchimiste du XVIe siècle. Celui-ci affirme avoir découvert un passage vers le centre de la Terre, en passant par le Sneffels, volcan inactif situé en Islande.
Le professeur Lidenbrock décide de partir dès le lendemain pour l'Islande, emmenant avec lui son neveu Axel. À Reykjavík, ils engagent un chasseur d'eider nommé Hans, qui sera leur guide. Les trois hommes voyagent jusqu'au pied du volcan Sneffels, et en font l'ascension. Le cratère éteint renferme trois cheminées. L'une d'elles doit être effleurée par l'ombre d'un haut pic, le Scartaris, à midi, « avant les calendes de juillet », c'est-à-dire dans les derniers jours de juin. D'après la note de Saknussemm, là se trouve le passage vers le centre de la Terre...
