海滨小学四年级学生陆明和他的弟弟陆星，早就同在海洋研究所工作的爸爸妈妈商量好了，等暑假一到就跟他们进行一次海洋旅行，探测海洋的秘密。
一天，兄弟俩做完作业，突然，“丁零零……”电视电话响了。按了“接通”键，只见荧光屏里一个叔叔正和蔼可亲地对他们说:“小明，小星，你爸爸叫你们整理行装，马上到研究所来，准备去大海旅行。”兄弟俩高兴得直拍手，连声向叔叔道谢。他们连饭都顾不上吃，带上行装，急忙乘上水滴车到研究所去了。
到了研究所，爸爸对小明和小星说:“你们不是想知道海洋的秘密吗?那你们就到大海里去闯闯吧。带上这部袖珍电视电话，用它可以随时和我通话。”
小明和小星乘上了自动导向潜水器向神奇岛驶去。海面上，神奇岛越来越近，潜水器里，兄弟俩高兴极了:“神奇岛快到了!”突然，神奇岛下沉了，不一会儿便沉没在万顷波涛下了。爸爸在电视电话里说:“看到了吧，神奇岛开始表演变戏法了，那是因为地球表面的地壳在运动、在变化。”小明按了一下绿色电钮，潜水器便迅速沉入水中。小星急忙打开原子电池开关，顿时，潜水器前后左右四盏灯发出了强大的光柱，把潜水器周围照得如同白昼。透过钢化玻璃，奇妙的海底世界展现在眼前，各式各样的鱼在潜水器周围追来追去。兄弟俩看见一群背部朝下、腹部朝上的鱼正游过来，小星忙问哥哥:“哥哥，这些是什么鱼呀?”小明说:“这些鱼叫‘兵儿姑’，我在书上看到过。”大海越来越黑，原来两人已经到了水深400米的地方。海里正举行灯火晚会呢，你看，形形色色的鱼都点着各自的“灯”游来游去，还有些植物也发出亮光。电视电话里，爸爸告诉他们:“这些发光的鱼有鮟鱇、金眼鲷、灯笼鱼等，发光的植物有夜光藻、多甲藻、裸环藻等。”
潜水器驶进了海底养殖场，养殖场职工机器人宁宁带领兄弟俩参观。在宁宁的介绍下，他们认识了海带、紫菜、石花菜、裙带菜、鹅掌菜、江篱……突然，小星惊叫起来:“哎呀，陆地上的牛、羊、马怎么跑到海里来了?”他们急忙问爸爸。爸爸笑着说:“你们已经到了海底牧场。这些海底的牛、羊、马是遗传工程研究所把陆地上的牛、羊、马的遗传基因和海豚的遗传基因巧妙地结合后才培育出来的。”兄弟俩在养殖场看过鲸后，又驾着潜水器进了海底冶金厂。冶金厂用海砂炼钢，海砂含大量的铁，有些还含有金刚石。这里炼出的优质钢可以制造许多精密仪器上的零件。海砂的确是个宝。他们又看了海砂炼出的金刚石、黄金、锌、锡……兄弟俩看得眼花缭乱，应接不暇。
兄弟俩尽情地遨游在海底深处，心情无比激动。当他们恋恋不舍地离开蔚蓝的大海时，他们想:“大海还有许多宝藏，我们长大了一定要去开发。”