Voyage au centre de la Terre, publié en 1864, est le roman par lequel Verne a fondé son projet des Voyages remarquables. Le professeur Lidenbrock, minéralogiste hambourgeois, déchiffre un document médiéval indiquant qu'un volcanologue islandais du XVIe siècle a atteint le centre de la Terre par le cratère du Snæfellsjökull. Il entraîne son neveu Axel et le guide Hans dans cette descente. Ils traversent des galeries, un océan souterrain avec des créatures préhistoriques, et sont finalement expulsés par une éruption volcanique sicilienne.
Verne écrit dans un contexte de débat scientifique réel : la structure de la Terre était encore incertaine en 1864. Son parti pris de représenter un intérieur accessible et habitable n'est donc pas une fantaisie arbitraire mais une extrapolation d'une hypothèse existante. La force du roman réside dans le personnage de Lidenbrock : son enthousiasme scientifique est présenté avec un mélange d'admiration et d'ironie — sa certitude absolue, son mépris pour le doute d'Axel, sa tendance à aller de l'avant sans calculer les risques sont à la fois sa force et son aveuglement.
Voyage au centre de la Terre se lit avec la rapidité propre à Verne, et il offre quelque chose que la science-fiction ultérieure a rarement reproduit : la représentation de la science comme aventure au sens littéral, comme déplacement physique dans un espace dont les règles sont inconnues et partiellement hostiles. Ce que le roman transmet, c'est moins un contenu scientifique — les hypothèses de Verne sont caduques — que l'expérience de se retrouver dans un espace où les connaissances acquises ne suffisent pas et où l'observation doit remplacer la déduction.
Le roman illustre la méthode générale des Voyages extraordinaires : prendre un état de la connaissance scientifique à un moment donné et en extrapoler une fiction narrative. Verne ne fantasmait pas : il spéculait à partir de ce que les scientifiques de son époque discutaient réellement. C'est pourquoi ses romans sont datés — les hypothèses qu'il extrapole ont été réfutées — mais aussi pourquoi ils conservent leur précision : ils documentent fidèlement l'horizon du possible à un moment précis de l'histoire des sciences.