尼尔斯淘气、捣蛋，令动物们闻风丧胆、心惊肉跳。
这天，报应来了。他被小狐仙变成小人！于是——麻雀讥笑他，鸡鹅惹恼他，牛儿想报仇，猫儿想刺杀。他跑走时，忽见雄鹅扇翅欲飞，赶忙骑上雄鹅的背。
旅行，开始了。
雄鹅飞上天，是为了向大雁展示家鹅也很厉害。可是雄鹅却忘了它们习性的不同，大雁可以住在冰上，而它不行。只能叼草铺在冰上。
为了让大雁接受尼尔斯，雄鹅为尼尔斯取了新名字——大拇指。
大拇指很想跟大雁一起去拉普兰，便做尽好事：给松鼠母亲送回自己的幼子；救出即将被杀的雄鹅；当斯密尔（一只狐狸）抓住一只大雁时，尼尔斯忘记自己的渺小，不顾一切解救大雁。
雁群领头阿卡为了报答他，请小狐仙把尼尔斯变回人。尼尔斯拒绝了，因为他想跟雁群一起旅行。
一路上，尼尔斯看尽瑞典风景，如大方格布的斯弋耐、神奇魔幻的海底城市、自然森林考尔毛登、波澜壮阔达尔河……
他感受奇幻之旅：参加动物的鹤舞表演，和铜人、木头人一起参观模型库，动物为他讲故事，从天上俯视大地。
他尽善尽智，帮助黑老鼠；勇斗狐狸，救助巴塔基(渡鸦）；打死游蛇无能。
他帮助一只一只动物，他救助一只一只动物，他经历了许多，也成长了许多。
最后，当他变回人时，却得知要将雄鹅杀死。正当他母亲准备下刀的那一刻，他舍不得失去雄鹅。推开门的一瞬间——他变成一个善良、聪明、勇敢的男孩。
