Der Abschuß des Projektils aus der vom Kanonenclub in Florida gegossenen Riesenkanone ist geglückt. An Bord der luxuriös ausgestatteten Kapsel befinden sich die drei Freunde Impey Barbicane, der Präsident des Kanonenclubs, sein einstiger erbitterter Gegner Captain Nicholl und der französische Lebenskünstler Michel Ardan sowie zwei Hunde und jede Menge Liebigs Fleischextrakt.

Nach einer gefährlichen Begegnung mit einem Boliden wird die Kapsel von der Anziehungskraft des Mondes eingefangen, und sie kreist nun als Trabant um den Himmelskörper. Eine Landung auf dem Mond selbst, eigentlich das Ziel der Reise, erscheint durch einen unglücklichen Umstand unmöglich. Nun inspizieren die Insassen die Mondoberfläche durch ein Fernrohr und schauen auf eine faszinierende Welt. Wenn sie den Mondschatten durchfliegen, müssen sie mörderische Kälte aushalten, ihr Leben wird von einem schlecht eingestellten Sauerstoffgerät bedroht, ein auf sie zuschießender Meteorit explodiert kurz vor dem Zusammenstoß mit der Kapsel. Es scheint, als würden sie dem Schwerefeld des Mondes nie mehr entrinnen.