L’aventure amorcée dans Les Sept Boules de cristal se poursuit ici. Arrivés au Pérou, Tintin et le capitaine Haddock recherchent le professeur Tournesol...
Tintin le retrouve à bord du cargo Pachacamac, mais les ravisseurs réussissent à lui échapper. Tintin apprend toutefois que Tournesol a été enlevé parce qu’il a commis un sacrilège (il a momentanément porté le bracelet d’une momie) et qu’il devra pour cela être mis à mort. En suivant les traces des ravisseurs de Tournesol, Tintin et Haddock apprennent l’existence du Temple du Soleil, dernière retraite de la civilisation inca. Ils entreprennent donc le voyage en compagnie de Zorrino, un jeune indien quechua. Après avoir traversé les Andes et la forêt amazonienne, ils aboutissent finalement au temple, mais sont à leur tour faits prisonniers par les Incas. Condamnés à être sacrifiés aux côtés de Tournesol, les trois compagnons sont sauvés grâce aux jeux du hasard et des éclipses. Ils quittent le temple en promettant de ne jamais en révéler l’existence, après avoir obtenu du chef des Incas qu’il mette fin à la malédiction qui s’est abattue sur les sept explorateurs dans Les Sept Boules de cristal. Ainsi, chacun d’eux sort enfin de sa léthargie.