海洋学家科斯特上校率领着“卡里普索”号以及一批专业人员在地中海、红海、波斯湾、印度洋等海域探索海底世界的奇妙。经过改良的水下摄影机，跟随着潜水员深入海底到从未到达的深处工作，记录下探索成果和海底生物的情况。他们依靠各种水下工具，与各类鱼群共游，探测海底地貌、珊瑚礁，调查沉船的残骸。他们遇到季候性的海上风暴，和鲨鱼鲸鱼打过血腥的照面，也遇到各种海洋奇景和航行趣事。

片中，简陋的湿衣潜水服，笨重的水下呼吸装置，没有水下人工辅助呼吸系统；虽然已知了潜水病的危害，也知道在出水之前要减压，但依然有一名潜水员潜水病发作导致关节疼痛。