L'action et la structure du film, aussi bien que sa tonalité morale, sont sensiblement différentes de celles du roman de Jules Verne. Lors du choix des scènes du roman, Fleischer précise que le scénariste Earl Felton et lui-même n'ont retenu que « les scènes les plus mémorables » : « Tout le monde se rappelle l'enterrement sous-marin, l'attaque des cannibales, et le combat avec le calmar géant, ainsi nous avons dû inclure ces épisodes. Nous ne les avons pas employés dans la même continuité ni de la même manière parce que nous avons compté sur le fait que personne n'a jamais lu le livre très soigneusement ». Le réalisateur va plus loin en affirmant que lui et son scénariste « se sont rendu compte qu'il n'y avait pas une vraie histoire, seulement une suite d'épisodes », mettant cela en partie au débit de la traduction. Aussi, en adaptant le roman, Disney et son équipe ont comprimé et changé la tonalité des évènements du récit ainsi que les personnages et leurs rapports entre eux.
L'aspect baroque du Nautilus lui donne une apparence visuellement fascinante qui ajoute à l'aura de mystère et de merveille entourant le navire. D'après son concepteur, Harper Goff, Disney voulait suivre la description de Verne, mais lui ne voyait pas les choses ainsi : « J'ai dit à Walt que le nautilus a été construit à la hâte et sommairement dans la base secrète de Nemo… Le seul matériel disponible était le fer brut récupéré des épaves… Nemo a tout obtenu pour son submersible - matériaux, meubles, objets d'art, et même un orgue - des épaves qu'il a trouvées au fond des océans. ».
