几百年前，美国爆发南北战争，有五位北军俘虏。他们勇敢、聪明，拥有一颗爱国的心。五个人相识后，决定偷偷乘坐情报氢气球逃出南军基地，并且是在风雨交加的夜晚，可见他们的勇气。
第二天夜晚，五人顺利起航，没想到遭到强烈的风暴，他们径直飘往太平洋，最终在抛掉气球上绝大多数东西后，几人在一个小岛上降落。这里荒无人烟，一点杂草都没有，周围尽是海水大浪。噩耗传来，最有智慧的人史密斯和他的狗托普不见了，大家很伤心，决心第二天去寻找他，没想到托普率先跑来，带大家找到了史密斯。
等到史密斯恢复体力后，大家开始思考史密斯是怎么从海洋里有回到陆地上的，稍作猜测后，众人开始去探索岛屿，他们为岛取名为林肯岛。接着，几人在花岗岩石壁里的洞穴里安家，史密斯与潘克洛夫制造出许多生活必需品，如玻璃、瓦片等。他们还去打猎，发现了许多飞禽走兽和鱼类。
他们不断探险，史密斯竟然用一粒麦穗种子种出一片稻田。这时，他们在海岸边发现一个木箱，里面有书籍、枪械、工具等物品，高兴的同时又感到疑惑，这箱子从哪来的，结合之前发生的事情，猎物被“偷”，史密斯“起死回生”以及花岗岩宫里水井传出怪声。大家怀疑岛上另有其人！
过了好几年，五人在与猩猩“打战”中胜利，并收养了一只猩猩，取名杰普，作为“仆人”和朋友；一次环岛旅行途中，潘克洛夫、赫伯特和史佩莱在对面的“达报岛”就出被流放十二年的英国人艾尔通，将其重返人性后，安置在羊圈附近的草屋里，当看羊人。六个人和两只动物，正式成为岛上的“国王”，过着与文明社会相同“奢侈”的生活。
这天，艾尔通说出自己的秘密，原来，他是大洋洲的海岛头子，与手下准备抢走格兰特船长的船，没想到计划失败，为了赎罪，艾尔通自愿来到林肯岛待上十四年，然后再接回英国；大家有了希望，等着船长来接艾尔通，这样“战俘”们就能回美国了。
原以为等待的日子能一帆风顺，可是赫伯特再一次用老相机照相时发现照片中有一艘船的一件物品，它不是救援船而是海盗船！居民们做好了迎战海盗的准备，据艾尔通的侦查，这些人正是艾尔通几十年前的同伙，同伙比以前还凶狠，早忘记了艾尔通，艾尔通险被杀。他们与海盗大战起来，但海盗的武器火枪比居民的更先进。居民们只有几杆火枪，六人只能躲进花岗岩宫里，却不料被海盗发现，海盗头子独眼龙下令炮轰宫殿，千钧一发时刻，海盗船突然爆炸，掀起五十多米高的巨浪，船被撕成两半，海盗们双双亡命，其中六个海盗提前逃到岛上。
史密斯带领众人搜刮了海盗船残骸一番，获得了许多物资，发现船是被水雷炸裂的。水雷威力极大，到底是谁干的呢？后来，赫伯特患上疟疾，危机时刻，石宫里忽然出现药品治好赫伯特，剩下的六个海盗被发现时，已惨死沙滩，是谁在一直帮助着他们？神秘人现身了，他用电线引来居民，他就是尼摩船长，自从上次几个法国人从尼摩船长手中逃走以及船员纷纷去世后，他就开着这鹦鹉螺号水下潜艇在林肯岛的地下洞穴里生存，尼摩船长已经快要死了，他正发着高烧，安排好后事后，他将海底宝物赠送给居民，史密斯据尼摩船长的遗嘱，忍痛将潜艇闸门打开，尼摩船长和潜艇沉入海底。
格兰特船长的儿子如约来到岛上解救居民。此时，岛上的火山喷发，整个岛缓缓下沉，最后成为太平洋上的一块礁石。居民们回到美国，正义的北军已经胜利，居民们用宝物买了一大块私有土地，用林肯岛上的东西命名，几个人生活在了一起，成了富豪，并与格兰特船长的儿女亲戚建立了友情，经常与他们聚会。
本书及作者简介：《格兰特船长的儿女》、《海底两万里》、《神秘岛》为作者（儒勒·凡尔纳，法国人，1905年逝世，他的小说中许多事物在后来都成为了现实，这些故事离奇却具有科学，被誉为“科学时代的预言家”的代表作，三部作品之间都存在着联系，神秘岛为最后一部，讲述了几人求生的故事和格兰特船长的家人与尼摩船长和他的船员最后的归宿……
