Corre el año 1930 y la universidad estadounidense de Miskatonic envía una expedición al continente helado de la Antártida, un territorio inhóspito repleto de sorpresas y misterios. El grupo está liderado por el doctor Dyer, experto en geología. Además de los trineos tirados por perros, la expedición incluye varios aeroplanos y otros aparatos de última tecnología, entre los que se cuenta una máquina perforadora, desarrollada por el profesor Pabodie, cuyo uso arroja asombrosos resultados desde el primer momento.
El profesor Lake, experto en biología, repara en el patrón estriado de algunos fragmentos de pizarra extraídos de las prospecciones. Convencido de que se trata de «restos de una forma de vida desconocida», se enfrenta a las objeciones del líder de la expedición y organiza una pequeña partida con la que se dirige a explorar la región noroccidental.

A pesar de estar sujeto a las inclemencias del tiempo, el grupo de Lake realiza un sorprendente descubrimiento al adentrarse en las profundidades del continente antártico hasta entonces no visitadas por el hombre. Ante sus ojos se extiende una cadena montañosa desconocida compuesta por innumerables y altísimas cumbres negras. En el curso de sus investigaciones, Lake y sus hombres hallan fósiles de enormes criaturas en las entrañas de las montañas negras…