À la fin des années 90, Kristine et Douglas Tompkins, anciens grands patrons de l'industrie textile, ont décidé de se tourner vers la protection de l'environnement.Dans la province de Corrientes, au nord-est de l'Argentine, ils ont acheté plusieurs propriétés surexploitées afin de procéder à un ré-ensauvagement à grande échelle.Grâce à leurs fondations, ils ont financé de nombreux programmes visant à impliquer les populations locales dans la protection de la nature. Ils ont également initié la ré-introduction de plusieurs espèces disparues comme le jaguar ou le fourmilier géant.
Le Professeur Challenger avance l'idée que des Dinosaures vivent toujours quelque part en Mongolie. Il monte une expédition et part vers les collines du nord de la Mongolie pour prouver ses dires...
Londres, 1911. Une conférence paléontologique tenue par le professeur Summerlee est interrompue par le professeur Challenger, tout juste rentré d'une expédition en Amérique du Sud. Ce dernier avance l'hypothèse de l'existence de dinosaures vivants quelque part en Amazonie, sur un plateau encore inconnu et inexploré de l'Homme. Malgré la risée de l'assemblée, il fait alors part de son projet d'expédition pour repartir sur place et découvrir ce « monde perdu ». Se joignent au voyage de Challenger le journaliste Edward Malone, le chasseur Lord John Roxton et le professeur Summerlee lui-même (qui, armé de son esprit critique académique, n'attend qu'une occasion pour prouver la supercherie de son confrère). Le jeune Malone s'embarque surtout pour sa fiancée Gladys, qu'il aimerait à tout prix séduire en lui prouvant sa valeur par un acte héroïque.
Un documentaire divertissant sur les dinosaures avec des effets spéciaux primés aux Emmy Awards, des extraits de longs métrages et des images fixes, des commentaires des plus grands paléontologues de l'époque, ainsi qu'un récit filmé et en voix off de Christopher Reeve. Tourné sur place à Los Angeles et à New York au Musée américain d'histoire naturelle.
Dans le mystérieux monde perdu des dinosaures, lesquels étaient les plus étranges, et comment le sont-ils devenus ? Les paléontologues déterrent certains des membres les plus surprenants de la famille des dinosaures et essaient de comprendre à quoi servaient leurs caractéristiques physiques étranges, du cou super long à la tête en forme de tube en passant par un dôme orné de pics.