Styrmand Richard Shandon har fået et brev fra en ukendt person, sammen med en større sum penge. For pengene skal han lade bygge et skib, der kan klare voldsomme fysiske påvirkninger, fremskaffe en besætning, og sejle nordpå mod Melville-bugten mellem Grønland og Canada, hvor den ukendte kaptajn vil støde til. Formålet og den endelige destination får han ikke at vide, men da pengene jo er gode nok, gør Shandon, hvad der bliver bedt om.

Da kaptajnen dukker op, viser han sig at være John Hatteras, en mand med flere fejlslagne nordpolsekspeditioner bag sig; at nå Nordpolen som den første er en ligefrem besættelse hos ham, og også formålet med denne ekspedition.

Efter en vinter, hvor man oplever både forfærdelige kuldegrader, sygdom og sult, forlader det meste af besætningen kaptajnen, og sammen med den alvidende dr. Clawbonny, to sømænd og en amerikansk kaptajn, Altamont, som man har fundet døden nær under en ekspedition efter et kuldepot, fortsætter Hatteras stædigt mod Nordpolen.

Som det er sædvanen hos Jules Verne, får læseren undervejs en mængde faktuelle oplysninger, her bl.a. om tidligere ekspeditioner mod Nordpolen og Nordvestpassagen, ikke mindst om den forsvundne Franklin-ekspedition, som optog sindene i midten af 1800-tallet, og hvis to skibe, Erebus og Terror, først er fundet i 2014 og 2016. Det siger sig selv, at Vernes beskrivelser bliver mindre og mindre præcise, jo nærmere den lille flok kommer til Nordpolen - Kaptajn Hatteras er skrevet i 1864, og i virkelighedens verden nåede Robert Peary og/eller Frederick Cook først den geografiske Nordpol i 1909.