主人公尼尔斯是一个十四岁的少年，他不爱学习，一看到书本就会犯困；不爱放鹅放鸭，经常捉弄家里饲养的小动物，以至于家禽看到他就会咬他。

可是，同住一个小村庄里的还有一群小妖精。尼尔斯有一天戏弄了一只小妖精，受到惩罚变成一个拇指大的小人。

正在这时，一群大雁从空中飞过，家里的一只雄鹅想展翅跟随雁群一起飞翔。尼尔斯为了不让它飞走，紧紧抱住它的脖子，不料被鹅带上了高空。

从此，他骑在鹅背上，跟随大雁周游各地，从南方一直飞到最北部，历时一年才返回家乡。

在这次奇异的旅行中，尼尔斯看到了自己祖国的旖旎风光，增长了许多见识，结识了许多朋友，听到了许多故事和传说，经历了种种困难和危险，从中也受到了锻炼，并逐步改正了身上存在的缺点。

最终，回到家中的尼尔斯恢复了原形，变成了一个勇敢、机智、善良、乐于助人的大男孩