尼尔斯是一个十四岁的小男孩儿。他好吃懒做，调皮捣蛋，喜欢恶作剧，家中的许多动物都受过它的欺负。

有一天尼尔斯因为捉弄了小狐仙，所以被小狐仙惩罚，变成了一个拇指大的小不点。它不敢相信这一切，但是它惊讶地发现自己能够听懂动物的语言。从前那些被他欺负过的动物们开始“报仇雪恨”，纷纷嘲笑，指责他。尼尔斯受尽欺凌之后也逐渐意识到自己从前的恶劣行径，心中愧疚不已。

后来他发现雄鹅莫顿想和大雁一起飞向南方，他上前阻止，却被莫顿意外地带上了天空，开启了一场多姿多彩的旅行。他们在天空中飘荡着，欣赏着瑞典美丽壮观的景色，了解着神秘的历史神话故事。后来，尼尔斯与伙伴们一起识破了狐狸的轨迹，经历了惊险刺激的“熊口脱险”和“老鹰大战”，还观看了“鹤之舞”表演。在一起经历了这许许多多的冒险之后，尼尔斯与动物们成为了好朋友，最终也顺利回到了温馨的家。他的父母也为了防止莫顿回来后再次逃跑，便准备拿刀宰杀莫顿。尼尔斯准备上前阻止，小狐仙却突然出现，并对他说，只要雄鹅莫顿死去他就可以变回原来的样子。但此时尼尔斯已经和莫顿成为了好朋友，所以他并没有听从小狐仙的话，而是极力阻止父亲宰杀莫顿。最终他的善良感动了狐仙，他也如愿以偿地变回了原型。

现在的尼尔斯经历了冒险之后，变得勇敢善良，乐于助人，最重要的是，他与所有的动物都成为了好朋友，从此过上了幸福快乐的生活。