故事講述一處仍未被發現的世外桃源，在那里，人與高度進化的恐龍和平共存。有一次，美國富商法蘭奇駕駛小型飛機，與兩個兒子家洛及大衛準備前往加勒比海度假。不過，途中飛機遇到颶風墜入海中，兩個兒子成功逃脫后被海水沖到一個神秘的小島，法蘭奇隨飛機沈入海底，生死未卜。兩個兒子受一位正在進行研究的當地考古學家幫助，進入了恐龍帝國。島上的人不僅跟外面的人非常不同，而且跟應該滅絕了六千五百萬年的恐龍一起居住。兩人不斷尋求逃出小島的辦法，途中無意抵達恐龍帝國的首都——瀑布城。他們知道對上一次有人來到恐龍帝國已經是1940年代的事了，恐龍帝國有一個自己的語言系統，有一個沒有了最尾一條的律法和國王領導著。當他們開始融入當地生活的時候，恐龍帝國平靜的背后原來隱藏著暗涌。關系到恐龍帝國存亡的太陽石(Sunstone)，亦正是控制恐龍和人類平衡的關鍵，正在逐一失效。在那里從來沒有發生過的怪事——例如暴龍、翼龍失常等等陸續發生。