故事發生於1889年巴黎萬國博覽會,在艾菲爾鐵塔上相遇的擁有神秘藍寶石的馬戲團少女娜汀亞和愛好飛機和發明的少年約翰兩人,以及娜迪亞的好友——小獅子小獅王的故事。
娜汀亞和約翰從覬覦她所持藍寶石葛蘭蒂斯一行人逃跑,並開始了尋找娜汀亞的尋找故鄉之旅。途中,他們巧遇邪惡組織「尼奧亞特蘭帝國」(或譯新亞特蘭帝國)的首相卡格伊所占據的島嶼上倖存的少女瑪莉。但是,娜汀亞、瑪莉和小獅王被卡格伊拐走。為了拯救他們,約翰和葛蘭蒂斯三人組聯手,並且和萬能潛水艇鸚鵡螺號及尼莫船長等人相遇,最終還被捲入了和卡格伊的戰鬥。
本作品的主要構成是以傳說中的擁有超古代文明的大陸帝國─亞特蘭蒂斯帝國為主軸,第一部為鸚鵡螺號和尼奧亞特蘭雙方使用從前亞特蘭蒂斯人所造之先進機械來進行海底及空中戰爭,但第二部 為無人島悠閒生活的故事和在非洲發生的趣事,第三部彷彿宇宙戰艦大和號般的新鸚鵡螺號和尼奧亞特蘭的宇宙戰爭。
主角娜汀亞是來自M78星雲古代亞特蘭蒂斯外星人的後代,他們移居到地球時帶來了三艘大型移民太空船,分別是最早被戰火摧毀沉入海底的「綠色諾亞」,失去動力被改造成主角故鄉塔帖索斯王國的「藍色諾亞」,還有失去主人後消失蹤影變成孤島漂流的「紅色諾亞」。