L'Île mystérieuse raconte l'histoire de cinq personnages : l'ingénieur Cyrus Smith, son domestique Nab, le journaliste Gédéon Spilett, le marin Pencroff et l'adolescent Harbert. Pour échapper au siège de Richmond où ils sont retenus prisonniers par les sudistes pendant la guerre de Sécession, ils décident de fuir à l'aide d'un ballon. Pris dans un ouragan, ils échouent sur une île déserte, qu'ils baptiseront Île Lincoln en référence au président américain Abraham Lincoln8.
Après avoir mené une exploration de l'île, ils s'y installent en colons et commencent à la civiliser. Une présence semble veiller sur eux et les aider dans toutes les circonstances difficiles, voire tragiques.