지구의 표면 아래에는 무엇이 있을까. 인간이 한 번도 보지 못한 세계가 그 깊은 곳에 숨어 있다면 어떨까.
독일의 지질학자 리덴브로크 교수는 오래된 아이슬란드 문헌에서 기묘한 암호문 하나를 발견한다. 암호를 풀어낸 순간, 믿기 어려운 사실이 드러난다. 수백 년 전 한 연금술사가 아이슬란드의 화산 분화구를 통해 지구 깊숙한 곳까지 내려갔다는 것이다. 교수는 조카 악셀과 함께 그 기록을 따라 아이슬란드로 향하고, 현지 안내인 한스를 동행자로 삼아 누구도 가보지 못한 지하 세계로 발을 내딛는다.
그러나 그들을 기다리는 것은 어둡고 좁은 동굴만이 아니다. 끝을 알 수 없는 지하 통로와 거대한 공동, 땅속의 바다, 오래전에 사라진 생명체의 흔적까지, 아래로 내려갈수록 세계는 인간의 상식을 벗어나기 시작한다. 돌아갈 길조차 확신할 수 없는 상황에서도 세 사람은 끊임없이 관찰하고 추론하며 더 깊은 곳으로 나아간다.