'Den hemmelighedsfulde ø' foregår i USA under borgerkrigen. En flok soldater flygter i en luftballon og havner på en mystisk ø langt ude på havet. De nedkæmper en gigantisk kæmpekrabbe, møder muterede dyrearter og finder tegn på, at den berømte/berygtede Kaptajn Nemo er i nærheden. Filmen kultdyrkes bl.a. på grund af Ray Harryhausens innovative animationseffekter (dynamation) og Bernard Herrmanns musik.