有一个最喜欢调皮捣蛋的小男孩，名叫尼尔斯。他不爱学习，一看到书本就会犯困；不爱牧鹅放鸭，会经常捉弄家里饲养的小动物，以至于家禽看到他就会咬他。
一天，尼尔斯在父母去教堂时发现了一个小狐仙，他本已答应小狐仙如果小狐仙给他古银币等东西就把小狐仙放了，就在小狐仙即将出来的时候，尼尔斯却又反悔了，刚想把小狐仙再次捉住的那一刻，他已遭到了小狐仙的惩罚——变成了小狐仙。
变成小狐仙的那一天，正是一群大雁迁徙之际，在大雁热情的呼唤声中，尼尔斯家的雄鹅莫顿动了心。莫顿不顾老鹅的阻拦，执意飞向广阔深邃的天空。在莫顿腾空而起的那一刻，尼尔斯也随之搂住了它的脖子，同莫顿一齐跟上雁群。
在随着大雁飞行的时光里，尼尔斯一行遇到了狡猾的狐狸。这狐狸诡计多端，神出鬼没，若不是尼尔斯，以阿卡为首的大雁也许过不了几天就会被吞吃入腹。也由此，大雁们开始信赖尼尔斯，并帮助尼尔斯寻找如何变回人形回到家中的方法，还热心地打听将尼尔斯变成小人儿的小狐仙。
迁徙的途中，大雁们参加了鹤之舞表演大赛，狐狸又一次追寻到阿卡的踪迹，却因触犯了规则而被逐出狐族；尼尔斯、莫顿和大雁们帮助山洞里的绵羊设计消灭了祸害绵羊一族的三只狐狸；尼尔斯还在回家的途中认识了阿卡曾经养育的雄鹰高尔果……
长时期的磨炼将尼尔斯张扬的棱角消磨掉了，时光的流逝使他不再是那个恶劣调皮、不学无术的孩童了。如今的他，已然长大，已变成了睿智沉着、机敏冷静的少年，足以独当一面。而他在旅行途中的所作所为也传入了家里动物们的耳中，动物们对他也没有之前那样排斥、厌恶了。
回到家里，尼尔斯从动物们的口中了解到父母的家境愈发败落，却始终不忍卖掉房屋，只为尼尔斯归来之时能找到他们，尼尔斯感动不已。尼尔斯听到父母捉走雄鹅莫顿，要杀掉莫顿贴补家用。尼尔斯拼命跑向木屋，意图劝说父母放了莫顿。就在打开门的一刹那，尼尔斯又变回了人形！尼尔斯的父母欣喜若狂，一家三口喜极而泣，紧紧相拥，互诉近年来的思念。