Teadlane Trevor Anderson (Brendan Fraser), tema vennapoeg Sean (Josh Hutcherson) ning nende ilus giid Hannah (Anita Briem) on Islandil ekspeditsioonil, kui nad ootamatult jäävad vangi koopasse, kust nad välja ei saa ning hakkavad liikuma aina sügavamale Maa sisemusse, et leida sealt mingisugune väljapääs.

Reisides läbi ennenägematute maailmade, satub trio vastamisi sürrealistlike ning kujuteldamatute olevustega, näiteks inimsööja-taimedega, hiiglasliku lendavad piraajaga, helendavate lindudega ja hirmuäratava dinosaurusega ammustest aegadest. Rändajad saavad varsti aru, et vulkaaniline tegevus nende ümber suureneb ja nad peavad leidma kiiremas korras väljapääsu Maa sisemusest, enne kui on liiga hilja... 

Film põhineb Jules Verne'i samanimelisel romaanil ning on esimene jutustav film, mis on filmitud digitaalselt 3D-s.