一艘巨大的外星无人探测器向地球航来，它不断地发出奇特的电波信号：功率强大的信号煮沸了海水，干扰了附近的星舰并造成了广泛的破坏。此时，詹姆斯·柯克中将与他的船员们在完成了让斯波克上校复活的任务后，驾驶着从克林贡人那抢来的猛禽舰（被改名为“赏金号”）从瓦肯星返航，尽管他们已经知道了将面临军事法庭的指控：他们被指控盗窃了联邦星舰进取号，并对她的毁坏负有责任。在此关头，尚在恢复中的斯波克发现这艘外星探测器正尝试与地球上的座头鲸建立联系；但不幸的是，早在3个世纪前座头鲸就因过度的捕猎而灭绝了。
在外星人救了他一命，一个叛逆的少年试图成为陌生的社会的一部分，杀害了他的母亲。
当巴黎被一种奇怪的致命烟雾淹没时,幸存者只能在城市的上层和屋顶避难。没有新闻,没有电,没有水,没有食物,一个小家庭在灾难中挣扎求生。但随着时间的推移,他们不得不面对现实:救援队伍不能来了。如果他们希望活着出来,他们就得冒着被雾笼罩的危险。
虽然特雷弗（布兰登·费舍 Brendan Fraser 饰）是大学的地质教授，但是却经常做出挑战传统的事情。他认为，凡尔纳的小说并不是科幻，而是真是存在的。就是因为这样的对立理论，使其被传为学院里的笑话，使得他的学术名声毁于一旦。不过特雷弗却毫不在意这些，他坚信自己的理 论是正确的。为了验证自己的理论，特雷弗带着侄子肖恩（乔什·哈切森 Josh Hutcherson 饰）和当地的向导汉娜（安妮塔·布瑞姆 Anita Briem 饰）开始了在冰岛的旅行。在旅行时，三人意外发现一个奇特的洞穴，并在探询时踏破薄冰跌入了无底深渊。不过，当他们醒来时，却发现了一个神秘的地心世界，里面有着各种稀奇古怪的生物，与凡尔纳小说里面描述的场景一模一样。证据终于找到了，但是如何将证据带回地上？特雷弗三人开始了寻找出路之旅……
