月世界への探検に出発した桂田博士率いる六人の探検隊は、月の引力に捕まり、飛行船は大破。意識を取り戻した一行は、月面という荒涼とした世界に降り立つ。空気のない環境で、月面は音も聞こえず、重力も地球とはまるで違う。博士は、月面に空気を閉じ込めた穴を発見し、一行はそこで生活を始める。しかし、博士は一人探検に出かけ、行方不明になってしまう。残された一行は、月面のアルプス山脈の頂上で博士の残した記念碑を発見し、博士が無事だったことを知る。その後、一行は博士と再会を果たし、飛行船の修理に取り掛かる。月面の探検と飛行船の修理に明け暮れる日々の中で、一行は奇妙な古代遺物を見つける。それは月にもかつて人類が生存していたことを示唆するものであった。