Un savant et explorateur, le Dr Samuel Fergusson, accompagné de son serviteur Joe et son ami chasseur professionnel Richard "Dick" Kennedy, décident de survoler l'Afrique orientale, de Zanzibar aux sources du Nil - pas encore totalement explorée - à bord d'un ballon gonflé à l'hydrogène, le "Victoria". Il a inventé un mécanisme qui, en éliminant la nécessité de libérer du gaz ou de jeter de lest pour contrôler son altitude, permet de très longs trajets à prendre. Le voyage commence à Zanzibar sur la côte est, et passe à travers le lac Victoria, le lac Tchad, Agadez, Tombouctou, Djenné et Ségou à St Louis dans le jour moderne Sénégal sur la côte ouest. Le livre décrit les multiples et dangereuses aventures que vont vivre les trois hommes.