学文网桑布、雷萨尔、莫莎和燕妮四个来自西班牙的大学生结伴到达了印度洋上的岛国――马达加斯加。
在首都塔那那利佛小住几天后，四个年轻人了解到在岛的西南部，有一大片尚未开发的原始热带雨林区域。那里不仅有世界上比较罕见的许多动植物种类，而且还存在着一些现今人类尚未发现的自然奥秘。这个情况引起了他们的极大兴趣，于是立刻向那片区域进发。
初入雨林
四个人按照计划进入雨林区域后，果然发现到处是险峰峡谷，茂密的丛林遮天蔽日，大小的河流瀑布穿流于其间，犹如来到了侏罗纪时代的森林公园一般。喜爱植物学的莫莎和燕妮两个女生抓住这难得的机会，尽可能地往她们背包里采集更多的奇花异草标本。而桑布和雷萨尔只顾忙于用相机捕捉大自然所造化出的瑰丽奇景。
一天，四人发现了一处地形构造复杂奇特的幽深峡谷，决定进入其中游览一番。进入峡谷不久，莫莎不慎扭伤了脚，痛得无法正常走路。协商后，燕妮留下守在帐篷里护理莫莎，桑布和雷萨尔则继续进入峡谷深处，并且相约一天内就返回临时营地与燕妮和莫莎集合。
燕妮与莫莎足足等了一整天也未见两个男同伴身影再现。又过了两天，仍然不见他们的影子。两个女孩猜测同伴们十有八九发生了不测。在莫莎脚伤稍微好转后，燕妮搀扶着她找到了离此最近的一个土著人村落。
淳朴热情的村长听明她们的来意后，表示愿意鼎力帮忙。于是，燕妮暂时把莫莎安排在村里住下，自己和村长及几名熟悉地形的猎人马上出发了。
令燕妮深感诧异的是，当她把众人带至两个男同伴失踪的那处峡谷边缘时，众人竟裹步不前。村长郑重地告诉燕妮：“你的同伴们进入的是一个可怕的死亡之地，恐怕没有解救的希望了……”
通过村长惊惶不安的介绍，燕妮这才知道，这是一处充满死亡气息的峡谷，当地人称为“幽灵谷”。燕妮没有办法说服这些对幽灵谷谈之色变的土著人，不得不以最快的速度回到首都塔那那利佛，通过西班牙驻在那里的外交机构联系了一架直升机，飞到幽灵谷上方实施搜索救援。
诡异死亡
直升机在峡谷区域盘旋了大半天，终于发现了昏倒在一处小溪边的桑布和雷萨尔。等把两人送到首都医院时，桑布已经气绝身亡，而雷萨尔也处在奄奄一息的边缘。燕妮一边给他们的教授托马斯打电话告知情况，一边查看了桑布留下的日记。里面写道：“我和雷萨尔进入的简直就是一片毛骨悚然的坟地，到处都是累累白骨……我们恐惧地想逃，可是两条腿已软得不听使唤，如同中了什么魔法般只能停留在原地……”
燕妮看完后禁不住满心颤栗起来：难道那处峡谷真有可怕的幽灵出没吗？
就在燕妮百思不得其解之际，噩耗传来，一直处于昏迷中的雷萨尔因抢救无效死亡。而就在他死亡前的几分钟，有值班护士居然看见其嘴里向外缓缓吐着荧光！
等托马斯教授和助手们匆匆赶到时，燕妮哭诉了这一离奇的遭遇。学识经验异常丰富的托马斯一方面安慰燕妮，一方面亲自前往那处幽灵谷考察。仍然是在莫莎停留的土著人村落里，托马斯向村民们详细询问了情况，得知数百年前该峡谷曾是统治这座岛屿的一个奴隶制王国处决犯人的地方。士兵们每每把成批的犯人饿上几天几夜后赶入峡谷里，居然从没有见到一个幸存者活着走出来，因此便视其为地狱入口。那些死去的冤魂年深日久便会幻化成幽灵，等到月隐天黑之际就结群出来游荡……
捕捉“幽灵”
诡异的传说让助手们不禁替托马斯教授暗暗捏了一把汗，劝说他不要冒这个险。但是托马斯微微一笑：“我会努力用事实揭开幽灵谷秘密，还人们一个科学真相的！”
托马斯凭借多年的野外探险考察经验，迅速从国内运来一批探测仪器和防毒面罩给自己和助手们武装好，然后向着幽灵谷进发了。说来也怪，他们一行人到达峡谷深处时，并未遇见任何邪恶的幽灵。托马斯等人采集了不少土壤样本，到了夜里就在白骨累累的溪涧边支起帐篷宿营。
当月亮隐进云层的时候，空气显得异常闷湿燥热，显然是一场大雨将要来临的征兆。就在这时，一个助手突然指着远处黑黢黢的树林方向惊叫起来：“看啊，幽灵……幽灵出现了！”众人循声望去，只见越来越多的红光渐渐汇合到一处，随着风向朝营地位置缓慢飘荡过来。托马斯吩咐众人戴好防毒面罩，助手们甚至将防身猎***子弹上膛以备不测。谁知那些成团的红光未等飘至近前，便仿佛惧怕了一般，随着不时改变的风向又向别处移走了。
托马斯和助手们用过滤器搜集了不少红光“走”过的地段残留的空气后，面带满意的微笑说：“现在我们已经捕捉到了足够的‘幽灵’，可以回去让它们现身了！”
真相大白
托马斯教授归来后经过一系列化验，再结合桑布和雷萨尔的尸检结果，终于将幽灵谷的真相大白于天下。原来，它是世界上一处极其罕见的黄磷矿集中分布带，土壤中含有非常丰富的黄磷。过去被赶至这里饥不择食的犯人们当然要吃树上的野果和喝溪涧里的水，从而引起磷中毒死亡。
桑布和雷萨尔也是进入峡谷区时，误饮了看似清澈实则有极高浓度黄磷的溪水。磷中毒后的症状是头晕脚重，双腿无力得再也迈不动步子，故桑布留下的日记会真实记载这种情形。至于大团大团的红光则是人和动物骨骼中的磷不时挥发到空气中，遇到湿润燥热条件时便会产生自燃。但是只有等到月隐天黑时，人们才能完全看清这种磷大面积自燃的情景。
桑布遗留日记中提到的阴风惨惨和鬼魅哀号现象，实则是磷与湿润空气中的水分子产生化学反应，生成磷化氢等物，它们在自燃时能够发出可怕的声音。雷萨尔接受医院抢救时通过口鼻排除了一部分磷。这些磷分子在重症监护室里与温暖湿润的空气相作用发生极轻微自燃反应，从而使得护士在相对较暗的环境状态下能够看到雷萨尔嘴里闪着红色的荧光。