Tijdens de Amerikaanse Burgeroorlog vluchten vijf krijgsgevangenen van de belegering van Richmond, Virginia, door een ballon te kapen. Een zware storm blaast hen ver weg. Na een aantal dagen door weer en wind gevaren te hebben, landen ze op een onbekend vulkanisch eiland ergens in de Stille Zuidzee.

Dankzij de vindingrijkheid van spoorwegingenieur Cyrus Smith kunnen ze zich aanpassen en weten ze te overleven op het eiland, dat ze Lincoln Island noemen - naar hun president. Naast het bouwen van een zeewaardig vaartuig lukt het ze ook om hun geografische positie te bepalen: ongeveer 2.500 kilometer ten oosten van Nieuw-Zeeland.

Het mysterieuze eiland - in het Frans L'Île mystérieuse - dateert uit 1874 en kan worden opgevat als een voortzetting van zowel 20.000 mijlen onder zee als De kinderen van kapitein Grant.