在瑞典有一个叫尼尔斯的男孩，他非常调皮，喜欢欺负小动物。有一次因捉弄小狐仙被变成了拇指大的小人，后来又被动物们嘲笑，他决定与家鹅莫顿一同迁徙，开启了一段神奇的旅行。
尼尔斯用自己的力量从狐狸斯密尔的口中救下了一只大雁，并取得了雁群的信任。后来，尼尔斯和大雁们遭到了斯密尔的报复。他用自己的聪明才智一次次化解了危机，斯密尔也得到了他应有的结果——被铁链锁住。
有一次，尼尔斯帮助善良的黑老鼠抵抗灰老鼠的进攻，他巧妙运用了小口哨诱惑灰老鼠离开城堡，并在紧要关头沉默、冷静化身为捕鼠者，拯救了黑老鼠家族，为自己赢得了去库拉山观看鹤之舞大会的机会，也领略了库拉山的美景。
在这一段时间里，尼尔斯和加尔默顿一起帮助了许多动物，如小灰雁邓芬、乌鸦卡尔木……尼尔斯在这期间领略了祖国瑞典的山河美景，慢慢懂得了许多道理，也与莫顿成了最好的朋友。
最后小精灵帮尼尔斯变回了正常大小，尼尔斯也变成了一个懂事善良的儿子，他在农场里幸福的生活了下去。