Commes tous les enfants de son âge, Arthur est fasciné par les histoires que lui raconte sa grand-mère pour l'endormir : ses rêves sont peuplés de tribus africaines et d'inventions incroyables, toutes tirées d'un vieux grimoire, souvenir de son grand-père mystérieusement disparu depuis quatre ans.
En observant de plus près le précieux grimoire, Arthur s'aperçoit que son grand-père y a laissé de nombreux indices suggérant qu'un trésor est caché dans le jardin de la maison. Plus incroyable encore, il semblerait qu'un monde invisible à l'œil nu se cache sous terre, un monde peuplé d'êtres minuscules, appelés les Minimoys.
Du haut de ses dix ans, Arthur est bien décidé à suivre les traces de son grand-père pour passer dans l'autre monde, celui des Minimoys, et découvrir les sept terres qui constituent leur royaume. Mais pour rejoindre ces territoires, il n'y a guère qu'une solution : retrécir, et devenir lui-même un Minimoy...