天文学院院长（乔治·梅里爱 Georges Méliès 饰）在一次会议上提出天马行空的月球旅行计划。他和另五名大胆的天文学家监制出了炮弹舱和大炮，并在军队的帮助下乘坐炮弹舱顺利登月。兴奋过后六名天文学家精疲力竭的在月球表面睡去，浑然不知许多星星悄然观察着他们熟睡的样貌。最后一场寒冷的降雪唤醒了他们。众人躲藏到地洞中却不慎用雨伞惊扰了月球人，于是一场慌乱的冒险开始了……
本片是科幻电影的开山之作，灵感来源于儒勒·凡尔纳的小说《从地球到月球》和H·G·威尔斯的小说《最早登上月球的人》。影片于1902年发行了黑白版和手绘彩版，全长约14分钟。后结局与彩版一度失传。1993年，受损严重的彩版拷贝被私人收藏家捐赠给西班牙巴塞罗那电影资料馆；2002年，结局“凯旋而归”在法国被重新发现。影片修复计划持续十余年。
2011年，影片的彩色完整修复版在戛纳电影节首映，以纪念梅里爱诞辰150周年，此时距离影片问世亦已过去109年。