Subterranean de James Rollins se concentre sur une équipe d’explorateurs qui croient avoir été amenés en Antarctique dans le cadre d’une expédition de recherche scientifique. L’équipe apprend vite qu’elle n’est pas le premier groupe à se rendre sous la glace pour explorer les habitations abandonnées. En recherchant la première équipe, le groupe découvre qu’il existe une civilisation entière sous la glace. Les explorateurs découvrent qu’il existe des créatures dangereuses, des plantes mortelles et même un membre de leur propre équipe avec l’intention de tuer tout le monde pendant qu’ils se battent pour remonter à la surface.
Ashley Carter, archéologue, est invitée à diriger l’expédition scientifique du gouvernement en Antarctique. Elle accepte mais insiste pour amener son fils, Jason, qui sera surveillé à la base militaire. Le groupe est également composé de Ben, explorateur de grottes, Linda, biologiste, Khalid, géologue et de trois militaires. Alors qu’ils sont prêts à se diriger vers le vaste système de tunnels, Ashely apprend qu’ils ne sont pas le premier groupe. qui est entré dans les grottes et que l’autre groupe a disparu depuis trois mois. Le groupe se sent trompé, à l’exception du personnel militaire, mais estime qu’il n’a pas d’autre choix que de continuer à rechercher le groupe disparu.
Ils sont dans les grottes depuis quelques jours, suivant les traces du groupe précédent lorsqu’un membre de l’armée disparaît. Ils suivent une trace de sang et découvrent qu’il a été mangé par une étrange créature à l’apparence reptilienne. Ils sont bientôt attaqués par plusieurs créatures et parviennent à peine à s’échapper avec leur vie. Le groupe d’Ashely se réfugie dans une caverne, incapable de contacter la base militaire, qui est également attaquée par de féroces créatures. Ashley, Ben et l’un des militaires décident d’aller plus loin dans les grottes et de laisser Khalid et Linda avec les autres militaires grièvement blessés.
Ashely, Ben et le major se retrouvent bientôt au milieu d’une ancienne civilisation. Les gens, appelés les mimi’swee, expliquent qu’ils sont en train de mourir et croient que c’est parce que les humains ont emporté une statue sacrée du haut. Ben accepte d’aider, et quand il revient à la base militaire, il découvre qu’elle a été presque détruite et que les gens sont presque complètement morts. Ben trouve le fils d’Ashley, qui explique que Khalid a attaché une bombe à la taille de Jason afin de contrôler Linda. Khalid a assassiné le personnel militaire qui restait avec lui et Linda. Après avoir examiné le mécanisme de la bombe, on découvre que Khalid a menti et que la bombe peut être décollée mais aurait quand même explosé.
Le groupe est capable de trouver la statue et de la remplacer et Khalid meurt en essayant de faire exploser tout le système de grottes et de tuer tous ceux qui restent en vie. Les mimi’swee sont sauvés après que les humains découvrent que c’est une moisissure inconnue de l’écosystème des mimi’swee qui est à l’origine des problèmes. Ashley et Ben décident de rester avec Mimi’swee pendant un certain temps.