Die Reise wird von Axel, dem Neffen Professor Lidenbrocks, in der Ich-Form erzählt, wodurch einerseits die emotionale Seite der Abenteuer – und die Ironie seinem Onkel gegenüber – erzählerisch glaubhaft, andererseits die Anknüpfung an das Genre des Reise- und Forschungsberichts möglich wird. Das 19. Jahrhundert war eine Zeit der Veröffentlichung von wissenschaftlichen Entdeckungen in schneller Folge. Diese Triumphe der Kultur- und der Naturwissenschaften werden von Verne narrativ als geografische Entdeckungen gespiegelt. Die Erzählung ist auf der Oberfläche eine Abenteuergeschichte mit der literarischen Erfindung einer Zeitreise durch die Erdgeschichte, womit Verne das Genre der Science-Fiction populär machte. Die sich in der Unwahrscheinlichkeit und Gefährlichkeit zum Ende hin steigernden Episoden geben der Erzählung den Charakter einer Nummernrevue und "die Rätselstruktur des Romans (...) lädt förmlich dazu ein, nach übertragenen, hinter der Oberfläche der Handlung liegenden Bedeutungen zu suchen." In den immer neuen und gefährlicheren Situationen geht es vor allem um die für den wissenschaftlichen Fortschritt notwendige Haltung der Protagonisten. Hauptthema des Romans ist das forschende Streben, dessen Teilfunktionen Verne in den drei charakterlich so unterschiedlichen und sich so gut ergänzenden Reisenden personifiziert: Professor Lidenbrock ist der Visionär und der Initiator, der Ideen- und Geldgeber, sein Neffe Axel der wissenschaftliche Assistent und Hans, der isländische Entenjäger, Führer und Gefährte, ist der lebenspraktische Retter des Teams. In dieser Konstellation erreichen die Reisenden tatsächlich einen neuen Kontinent.