Il s'agit du premier roman de Verne édité par Pierre-Jules Hetzel après le refus du Voyage en Angleterre et en Écosse. Verne y met au point les « ingrédients » de son œuvre à venir, mêlant avec habileté une intrigue féconde en aventures et en rebondissements de toutes sortes et des descriptions techniques, géographiques et historiques. Le livre fait un bon résumé des explorations du continent africain, à cette époque encore incomplètement connu des Européens mais sillonné par les explorateurs qui veulent en découvrir les secrets.

Un savant et explorateur, le Dr Samuel Fergusson, accompagné de son serviteur Joe et son ami chasseur professionnel Richard "Dick" Kennedy, décident de survoler l'Afrique orientale, de Zanzibar aux sources du Nil - pas encore totalement explorée - à bord d'un ballon gonflé à l'hydrogène, le "Victoria". Il a inventé un mécanisme qui, en éliminant la nécessité de libérer du gaz ou de jeter de lest pour contrôler son altitude, permet de très longs trajets à prendre. Ce voyage est destiné à relier les voyages de Sir Richard Burton et John Hanning Speke en Afrique de l'Est avec celles de Heinrich Barth dans les régions du Sahara et du Tchad. Le voyage commence à Zanzibar sur la côte est, et passe à travers le lac Victoria, le lac Tchad, Agadez, Tombouctou, Djenné et Ségou à St Louis dans le jour moderne Sénégal sur la côte ouest. Le livre décrit les multiples et dangereuses aventures que vont vivre les trois hommes.