《海底两万里》是凡尔纳的三部曲的第二部（第一部是《格兰特船长的儿女》，第三部是《神秘岛》）
故事并不复杂：主要讲述诺第留斯号（又译：鹦鹉螺号）的故事。1866年，有人以为在海上见到了一条独角鲸，出于对航海安全的考虑，也是在公众的呼吁下，由美国派遣了一艘战舰对“海怪”进行追逐。法国生物学家阿龙纳斯（又译：阿罗纳克斯）教授受邀参加了这次追逐行动。结果，追逐怪物的战舰反被怪物追逐，并遭到“海怪”的凶猛袭击。阿龙纳斯教授和他的仆人康塞尔（又译：孔塞伊或龚赛伊），以及一个捕鲸手尼德兰（又译：内德·兰德）落水，被“海怪”所救，此后便被尼摩（又译：内莫）船长囚禁在这艘潜艇开始了海底两万里的环球旅行，并发现那是一艘名为诺第留斯号的潜艇。最后，他们因不堪海底世界过于沉闷的生活，又设法逃走，重回陆地。
尼摩是个不明国籍的神秘人物，他在荒岛上秘密建造的这艘潜艇不仅异常坚固，而且小说探险的原版插图(20张)结构巧妙，能够利用海洋来提供能源，他们依靠海洋中的各种动植物来生活。潜艇艇长对俘虏倒也优待；只是为了保守自己的秘密，潜艇艇长尼摩从此之后不再允许他们离开。阿龙纳斯一行人别无选择，只能跟着潜水艇周游各大洋。在旅途中，阿龙纳斯一行人遇到了无数美景，同时也经历了许多惊险奇遇，例如：在巴布亚新几内亚他们的船搁浅了，遇到当地土着人的攻击，尼摩船长用他的闪电挡住土着人进入“鹦鹉螺”号；在南极他们被困在厚厚的冰下，船上极度缺氧。但船上所有人轮流用工具把底部厚10米的冰盖砸开，逃上大海；在大西洋“鹦鹉螺”号被章鱼所困扰，他们拿斧头和章鱼展开肉搏战，一名船员惨死；在北大西洋“鹦鹉螺”号遇到一艘英国驱逐舰的炮轰，除那三位俘虏外个个义愤填膺，用“鹦鹉螺”号的冲角把驱逐舰击沉；在印度洋的珠场和鲨鱼展开过搏斗，捕鲸手尼德·兰手刃了一条凶恶的巨鲨。他们眼中的海底，时而景色优美、令人陶醉；时而险象丛生、千钧一发。通过一系列奇怪的事情，阿龙纳斯终于了解到神秘的尼摩船长仍与大陆保持联系，用海底沉船里的千百万金银来支援陆地上人们的正义斗争。终于，十个月之后，在机缘巧合下，这三个人终于在潜艇误入迈尔海峡极其险恶的情况下逃出了“鹦鹉螺”号潜艇。这时，博物学家才得以把这件海底秘密公诸于世。
《海底两万里》描绘的是人们在大海里的种种惊险奇遇。潜艇在大海中任意穿梭，海底时而险象丛生、千钧一发，时而景色优美、令人陶醉。美妙壮观的海底世界充满了异国情调和浓厚的浪漫主义色彩，体现了人类自古以来渴望上天入地、自由翱翔的梦想。凡尔纳没有到过海底，却把海底的景色写得如此生动，读来引人入胜，使读者身临其境，表明他具有非凡的想象力。
凡尔纳的小说得以广为流传，还因为他具有社会正义感和崇高的人道主义精神。他笔下的人物都是品质高尚、献身科学的人，是英勇顽强、不畏艰险的人。像尼摩船长等反抗压迫的战士的形象，正是他反对殖民主义，反对奴隶制和压迫者的进步思想的体现。