電影介紹的是關於去一個世外桃源探險的故事，影片的場景非常美輪美奐，讓人也能感受到那種來自未知領域的神秘魅力。劇中的男主阿淘和他的繼父關係十分不融洽，儘管繼父一直對阿淘十分關心，可阿淘就是不領情。這天，繼父和阿淘促膝長談後，發現阿淘正在研究一個神秘的無線電碼。
沒想到阿淘是個破譯專家，兩人東弄弄西弄弄竟然把密碼破譯了。通過密碼給出的線索，阿淘找來了三部探險小說，將三部小說描繪的地圖組合後，神秘島的地圖浮現出來，下面還寫著詳細的坐標位置，阿淘這時反應過來，電碼很有可能是失蹤的爺爺發來的訊息。
阿淘立刻決定前往地圖上所描述的神秘地方，淘爸一開始覺得這太瘋狂了，便阻攔了他。但是和阿淘媽媽溝通以後，淘爸發現這或許是個改善父子關係的機會。他買好機票帶著阿淘準備動身前往神秘島附近的城市。二人到達目的地，準備租船前往，可船家一看他們給的坐標就嚴詞拒絕了。
鬱悶的二人被大紅叫住，許諾可以帶父子倆登島，但大紅的女兒阿美需要學費上大學，他要求淘爸給三倍的價錢，淘爸覺得這簡直是敲詐，想要拒絕。可兒子被阿美迷得眼睛都轉不動了，無奈之下只好答應。於是一行四人坐著大紅的破爛直升機直奔神秘島，途中他們先後經歷了暴雨、颶風。
二手直升機哪經得起這般折騰，直接被卷進了颶風裡，好在四人福大命大性命無憂，等他們醒來發現自己竟然被卷到了神秘島上。到處鳥語花香，生機盎然，這簡直是一片世外桃源。根據小說記載，島上的動植物大小和外界完全相反，蝴蝶有鳥兒那麼大，而大象卻像貓狗一樣小。
眾人繼續探索，發現了一片蜥蜴蛋。大紅不慎踩碎一顆，蜥蜴媽火冒三丈，狂追不舍。正當四人走投無路之際，阿淘的爺爺神兵天將，用木樁解決了蜥蜴。隨後也把他們帶到了自己居住的小屋，阿美想要無線電求助，卻被告知至少要兩周時間才能發出消息。爺爺告訴眾人不要擔心，趕緊洗洗睡覺。因為，明天要帶他們去一個神秘的地方開開眼界。
第二天，眾人來到一片神跡遺址，經過仔細勘察。他們發現這裡就是失落之城亞特蘭蒂斯。淘爸感覺遺蹟的積水有點奇怪，便調查了一下，發現最多三天這裡就將被海水吞沒。無線電是指望不上了，他們只能靠自己離開這裡。阿淘想到書中記載的船長的航海日記，希望藉此找到了潛艇，離開神秘島。
第三天，眾人重整旗鼓踏上了尋舟之旅，一路驚險重重。他們先後遇到噴金子的火山，巨大的蜜蜂。爺爺甚至帶著眾人騎著蜜蜂飛越了高山，阿妹和阿淘望著峽谷美麗的景色，感情也逐漸升溫。可就在此時，空中來了不速之客，巨大的蜂鳥想要吃掉眾人。阿淘接住了不慎掉入谷底的阿美，還利用蜘蛛網搞定了蜂鳥，讓阿美大為感動。入夜，大家休息時，大紅為了阿美的學費偷偷溜去了金山，導致眾人兵分兩路。
阿淘和淘爸去找潛艇，爺爺和阿美去找人。這時海平面不斷上升，留給眾人的時間不多了。阿淘和淘爸用自製的水肺潛水很順利找到了潛艇，並抓了海中的電鰻給潛艇供電。另一邊小島已經支撐不住，開始分崩離析。阿美一行人在小島毀滅的最後一刻趕到海邊，跳進了潛艇，眾人最終逃出生天，成功返航。經歷這次事件後，阿淘收穫了阿美的芳心，又和淘爸冰釋前嫌，一家人過上了幸福快樂的生活。地心歷險記二是一部除了地心什麼都有的電影，但是神秘島上美輪美奐的景色，島嶼上自然生物的奇特，依然為我們刻畫了一個世外桃源。
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