Mary y Robert, hijos del capitán Grant, parten a bordo del Duncan en busca de su padre, que ha naufragado; cuentan para encontrarlo con las indicaciones de un mensaje suyo hallado en el mar, dentro de una botella.
Forma parte de la expedición un singular y simpático científico, Paganel, uno de los personajes más notables de la obra de Verne. Famoso hombre de ciencia, Paganel es además el prototipo del sabio distraído; de hecho, entra a formar parte de la novela por su misma distracción: en lugar de embarcarse como debía en el Escocia, rumbo a la India para realizar determinados estudios geográficos, se embarca en el Duncan, y no advierte su error hasta empezada la travesía.
En la expedición que se inicia a bordo del Duncan suceden imprevistas y arriesgadas aventuras, tanto por mar como por tierra.
Esta obra es una de las más apasionantes y mejor logradas novelas de Verne tanto por la caracterización de los personajes como por su sugestiva ambientación en remotos y exóticos rincones del hemisferio Sur. El autor nos ofrece una narración de una profundidad inesperada al someter a sus personajes a situaciones que combinan la aventura con la reflexión sobre dilemas éticos y sociales.