镜花缘主要分成三大部分：

第一部分是第一至六回，写《镜花缘》故事由来，铺垫出谪凡神话的框架。略谓天星“心月狐”下凡为武则天，称帝之后，于寒冬下令“百花齐放”。

时百花仙子正与麻姑弈棋，不在洞府，所辖众花神不敢违背武则天旨意，先后绽放，惟牡丹后放，被贬植洛阳（后来变成焦骨牡丹）。

天帝以百花仙子错乱阴阳，“呈艳于非时之候，献媚于世主之前”，将百花仙子同九十九位花仙谪降凡尘，需遍历海外，遭险逢难，方可完劫。

第二部分是第七至五十回，写文士唐敖的海外游历与唐小山寻父（寻根）之旅，是《镜花缘》最受瞩目的部分。旅行中见闻多出自《山海经》、《博物志》等古代地理博物小说并加改编，既讽刺时事，也呈现某程度的乌托邦理想。

百花仙子托生岭南文士唐敖家，名唐小山。唐敖科名蹭蹬，心灰意冷，遂生出世之念，乃随兄林之洋与舵工多九公出洋贸易，三人游海外诸国，览异闻奇景。

途中经历了“君子国”、“大人国”、“黑齿国”、“不死国”、“结肠国”、“豕喙国”、“长人国”、“伯虑国”、“劳民国”、“轩辕国”等地，也遇见鲛人、蚕女、当康、果然、麟凤、狻猊等奇异生物，并见识许多奇风异俗。

如女儿国“男子反穿衣裙，作为妇人，以治内事；女子反穿靴帽，作为男人，以治外事”；君子国“国主向有严谕，臣民如将珠宝进献，除将本物烧毁，并问典刑”。

人民互让有礼，“士庶人等，无论富贵贫贱，举止言谈，莫不恭而有礼”。

于旅途中，唐敖不仅次第搭救流落海外的“十二名花”，更陆续服食蹑空草、朱草等仙家异物，有负重、跃高之能，也坚定其出世离尘之念，最后入小蓬莱成仙。

唐小山为找寻父亲，与舅父林之洋等再度出海，历经许多磨难，抵达小蓬莱。在镜花岭下收得唐敖书信，命小山改名唐闺臣，返国参加女科，以续后缘。第三部分从后五十回开始，武则天开试女科，录取天下才女。

唐闺臣等百名才女进京赴试，于宗伯府上展开宴会。小说最后写唐功臣后代举义兵勤王反周，攻克酒色财气四关，斩张昌宗、张易之兄弟于城下，天下复归李唐，中宗继位。