Dans ce roman, Jules Verne nous invite à un voyage extraordinaire, qui est la suite de De la Terre à la Lune. Les trois héros, Barbican, Michel Ardan et Nicholl, ont survécu au tir du canon. Ils sont maintenant en orbite autour de la Lune.
Le livre est une exploration scientifique et poétique de l'espace. Les héros, à bord de leur projectile, observent la Lune sous toutes ses coutures. Ils découvrent des paysages inconnus et des mystères. Ils pensent même que la Lune est habitée. Mais alors que le temps passe, ils se rendent compte qu'ils n'ont pas assez de vitesse pour atteindre la Lune, et qu'ils sont condamnés à tourner autour.