Nach einem riskanten Experiment ist das empfindliche Gleichgewicht der Erde gestört und eine Katastrophe scheint sich unaufhaltsam anzubahnen. Die einzige Chance ist offensichtlich der Einsatz einer Spezialeinheit der NASA, die unter der Leitung von Dr. Joshua Keyes (Aaron Eckhart) und der Pilotin Rebecca Childs (Hilary Swank) zum Erdkern vordringen sollen, um durch eine nukleare Sprengung den drohenden Kollaps zu verhindern. Als Gefährt steht ihnen ein Fahrzeug mit Bohrkopf zur Verfügung, das aus einem extrem widerstandsfähigen Material ist, das der Wissenschaftler Dr. Ed Brazzelton (Delroy Lindo) entwickelt hat. Mit von der Partie sind auch Brazzeltons Kollegen Dr. Conrad Zimsky (Stanley Tucci) sowie Dr. Serge Leveque (Tchéky Karyo) und Astronaut Robert Iverson (Bruce Greenwood). Bei ihrer Mission stellen sich ihnen jedoch ungeahnte Probleme in den Weg, die nicht nur ihr Leben, sondern auch die gesamte Operation gefährden.