Роман начинается 14 января 1862 года. Некий доктор Самуэль Фергюсон, член Географического общества Лондона, вместе со слугой Джо и другом Ричардом Кеннеди отправляется в путешествие по Африке (к тому времени неизведанной) на воздушном шаре, наполненном водородом. Фергюсон изобрёл механизм, благодаря которому не надо выпускать газ или сбрасывать балласт, поэтому на таком шаре можно путешествовать очень далеко. В романе это приключение должно было объединить экспедиции сэра Ричарда Фрэнсиса Бёртона и Джона Хеннинга Спика в Восточной Африке с экспедицией Хайнриха Барта в Сахару и Чад. Путешествие начинается на восточном побережье Занзибара и проходит через озеро Виктория, озеро Чад, Агадез, Тимбукту, Дженне, Сегу до Сен-Луи в современном Сенегале. В книге Центральная Африка описывается как пустыня, хотя на самом деле это саванна.
В этой книге герои совершают географические открытия и вынуждены бороться с местным населением и окружающей средой. За время романа герои: Открывают истоки Нила в главе 18 (из 43-х);
Спасают миссионера из племени, которое собралось принести его в жертву;
Выпивают всю воду, пока истощёнными летят над Сахарой;
Терпят нападение кондоров, причём Джо спасая воздушный шар от падения выпрыгивает из него.
Спасают Джо;
Едва спасаются от остатков воинственной армии, когда шар сдувается.
Персонажи остаются живы в основном благодаря неимоверному упорству и везению — от многих злоключений они спасаются, когда шар неожиданно сдувает с опасного места или когда они смотрят в нужном направлении. В романе также есть ссылки на высшую силу, которая наблюдает за героями.
Воздушный шар сдувается под конец приключения, но перед этим приземляется в дружественных землях, благодаря чему герои успешно завершают путешествие и возвращаются в Англию. Роман заканчивается 26 июня 1862 года.