Chapitre I

Micromégas est un géant de trente-neuf kilomètres de haut environ, jeune savant doté d'environ mille sens et habitant une gigantesque planète de l’étoile nommée Sirius. À la suite de travaux scientifiques contestés par les fanatiques du clergé de sa planète, il est contraint à l’exil. C’est alors qu’il voyage dans l’univers "pour achever de se former l'esprit et le cœur". À son arrivée sur Saturne, le géant sirien se moque d’abord de la petite taille des habitants, qui ne mesurent que deux kilomètres de haut. Il perd néanmoins ce sentiment de supériorité en s’apercevant « qu’un être pensant peut fort bien n’être pas ridicule pour n’avoir que six mille pieds de haut » et se lie d’amitié avec le secrétaire de l’Académie de Saturne, un « nain » aux yeux du Sirien.

Chapitre II

Micromégas et le Saturnien discutent des différences entre leurs planètes, cet échange permet de constater que le secrétaire est inférieur en tout à Micromégas. Néanmoins, il se montrera bon compagnon de voyage pour suivre le Sirien dans sa quête philosophique.

Chapitre III

Juste avant leur départ, la maîtresse du Saturnien se lamente mais le laisse finalement partir. Ensemble les deux philosophes visitent Jupiter pendant un an puis Mars et ses environs. Ils quittent rapidement Mars qui leur paraît trop petite. Ils débarquent alors sur la Terre.

Chapitre IV

Le Saturnien pense au départ que cette planète est inhabitée en raison de la différence de taille avec leurs propres mondes. Micromégas casse son collier de diamants. Le Saturnien se rend alors compte que ces diamants font office de microscope ; ainsi le Sirien et le « nain » découvrent une baleine puis un bateau qui revient d’une exploration du cercle polaire.

Chapitre V

Micromégas saisit le bateau dans sa main et croit que c'est un animal. L'équipage prend peur, son agitation chatouille la main du géant. Micromégas découvre alors les hommes.

Chapitre VI

Les voyageurs entreprennent de communiquer