Tintín, intrigado por la aparición de una nueva estrella, se presenta en el observatorio. Conoce allí al profesor Calys, quien le revela la naturaleza de este astro: es un gigantesco meteorito que se desplaza en dirección a la tierra, pudiendo llegar a causar el fin del mundo. Afortunadamente, el meteorito evita la tierra, pero un fragmento cae dentro del océano Artico.
Calys descubre ahí la presencia de un elemento desconocido y organiza entonces una expedición con Tintín y Haddock. Pese a los intentos de un barco competidor por detenerlos, llegan los primeros al aerolito y Tintín toma posesión. El nuevo elemento presenta particularidades extrañas: a su contacto, todo se agranda desmesuradamente. El aerolito se hunde en el océano, pero Tintín escapa salvando una muestra del precioso mineral.
La Estrella misteriosa fue el primer volumen publicado en color, en 1942. Las ligeras modificaciones tuvieron lugar en 1954: los competidores no ondearían más la bandera americana, sino aquella más discreta de Sao Rico. También, el nombre del financiero Blumenstein se convertirá en Bohlwinkel, bajo la presión de ciertas almas más o menos bien pensantes que veían ahí cierto racismo....
