尼尔斯是个调皮捣蛋的十四岁男孩，他因捉弄了小狐仙而被变成了小人。为拦住雄鹅，他意外骑上鹅背开始了奇妙的旅行。
阿卡带领的雁群一开始不同意带着雄鹅和尼尔斯一起飞行，尤其排斥人类尼尔斯。半夜栖息在维木布湖上的雁群遭到狐狸斯密尔的袭击——叼走了一只大雁。尼尔斯紧追不舍，救出了大雁，得到了雁群的信任，同意尼尔斯和雄鹅一起飞行。
当他们飞到库拉山上，正遇一年一度的鹤之舞表演大会。会上，大家见识到了乌鸦的飞行舞、马路的角斗舞、红嘴松鸡和黑琴鸡的互相比美……就在这时，狐狸斯密尔没有忍住报仇之心，咬死了一只大雁，破坏了和平。狐狸长老觉得有失狐族颜面，惩罚了斯密尔——咬掉了他的右耳尖，并且将他逐出境外。斯密尔对尼尔斯和雁群更加怀恨在心。
他们为了躲避狐狸斯密尔的追踪，决定飞向厄兰岛。历经千辛万苦，终于到达了目的地。在岛上，雄鹅莫顿一直不断地消失，后来尼尔斯发现莫顿在帮助小灰雁邓芬。尼尔斯治愈了邓芬的翅膀，为大雁群增加了新成员。
旅行到了索耐尔布县，乌鸦群和斯密尔做了一个交易，想合作抓住尼尔斯。后来尼尔斯被乌鸦黑旋风劫持，他凭着智慧杀死了坏乌鸦黑旋风，最后被雄鹅莫顿救走了。
后来，尼尔斯被困在拉普兰的一个动物园里。看到老雕高尔果被人抓住关在笼子里，尼尔斯帮助高尔果逃了出来。老雕为了报答尼尔斯，驮着他找到了雁群。高尔果和阿卡也握手言和。
在这次奇特的旅行中，尼尔斯帮助了许许多多的小动物：帮助山羊赶走了三只狐狸，给失去主人的奶牛喂食，解救了绿头鸭，帮公熊逃离猎人的枪口……调皮捣蛋的坏男孩尼尔斯变成了一个机智、勇敢、善良、乐于助人的好孩子。
尼尔斯的举动感动了小狐仙，尼尔斯又变回了大人。随后，尼尔斯救下了莫顿和邓芬。但他再也听不懂动物的语言了，那一段奇妙的旅行只能成了他美好的回忆。
