Двенадцатилетняя Лира Белаква живёт в населённом волшебными существами магическом мире, которым управляет религиозная организация — Мистериум. Девочка учится в колледже английского города Оксфорда. Её родители погибли, из родни остался только дядя лорд Азриэл.
Лира никогда не расстается с похожим на горностая деймоном Пантелеймоном — частицей своей души, которая есть у каждого человека в этом мире. Взрослый человек, разлучённый со своим деймоном, погибает. Выжить без деймона может только ребёнок.
Однажды Лира видит, как опекающий её учитель добавляет яд в вино, предназначенное для лорда Азриела. Она предупреждает дядю и остаётся на его лекции. Лорд Азриэль рассказывает о мистической Пыли — потоке частиц, которые взаимодействуют только со взрослыми людьми. Он нашёл её во время одной из своих экспедиций на Север и теперь собирается изучать в лаборатории. Оксфордские учёные соглашаются спонсировать исследования лорда Азриела.
Через некоторое время пропадает друг Лиры, поварёнок Роджер — его похищают мертвяки. Позже Лира знакомится с миссис Кольтер. Отправляясь в дальнее путешествие, лорд Азриэль поручает мисс Кольтер воспитание племянницы, и та собирается отвезти девочку в Лондон.
Перед отъездом учитель даёт Лире алетиометр — очень редкий, похожий на компас прибор, показывающий истину в виде символов, каждый из которых имеет много значений. Лира использует алетиометр интуитивно.
Через несколько недель Лира узнаёт, что миссис Кольтер является лидером мертвяков, и сбегает. Она попадает к бандитам, и её спасают бродячие цыгане — племя, странствующее по английским рекам и каналам в длинных лодках-каялах. Выясняется, что цыгане давно уже присматривают за Лирой. Они рассказывают, что лорд Азриел и миссис Кольтер — родители Лиры.
Цыгане собираются на Северный полюс, где, как они полагают, мертвяки держат похищенных детей. Они останавливаются в городе Трользунд, где Лира встречает Йорека Бирнисона, разумного бронированного медведя, изгнанного наследника короны своего народа.
Медвежьи панцири, выкованные из метеоритного железа, уникальны, ведь каждый медведь куёт свою броню сам. Йорек потерял свой панцирь, и Лира находит его с помощью алетиометра, Чтобы отплатить девочке за помощь, медведь отправляется на Северный полюс вместе с ней и цыганами. Присоединяется к цыганам и аэронавт Ли Скорсби.
От Йорека Лира узнаёт, что лорд Азриэль находится в медвежьем королевстве под охраной бронированной стражи. Цыгане тем временем приближаются к Больвангару — станции мертвяков.
Направляемая алетиометром, Лира отправляется верхом на медведе в близлежащую деревню и находит разлучённого с деймоном мальчика, который вскоре умирает. Лира понимает, что мертвяки экспериментируют на детях, нарушая связь между человеком и деймоном. Этот процесс называется разделением.
На Лиру и её компаньонов нападают охотники за головами, и девочку увозят в Больвангар, где она встречает Роджера. Пытаясь разведать обстановку, Лира попадает к учёным, которые хотят разъединить её с деймоном. Миссис Кольтер останавливает процесс разделения. Лира сбегает от неё, устраивает пожар и включает пожарную тревогу. Это помогает Лире и остальным детям сбежать со станции. Мертвяки догоняют их, завязывается битва. Детей спасают цыгане.
Оставив спасённых детей у цыган, Лира летит на воздушном шаре к лорду Азриелу. На шар нападают скальные упыри. Лира выпадает из корзины и попадает в плен к панцирным медведям. Она обманывает самозваного короля Йофура и предлагает ему сразиться с медведем Йореком. Король соглашается, Йорек побеждает его и сам становится королём.
После этого Лира отправляется в Свальбард к отцу — лорду Азриелу — вместе с поварёнком Роджером. Лорд Азриел рассказывает Лире всё о Пыли — физическом проявлении первородного греха. Он планирует найти её источник и разрушить.
Источник пыли находится в параллельном мире. Чтобы достичь его, нужен ребёнок без деймона. Бывшая жена лорда Азриэля, мисс Кольтер, пыталась научиться разделять детей и деймонов, чтобы первой достичь источника и получить неограниченную власть.
Лорд Азриэль решает использовать Роджера и похищает его. Он отделяет мальчика от деймона и забирает его в параллельный мир. Лира бежит за ним.