Akcja powieści dzieje się w fantastycznym świecie przyszłości (patrz: [[Uniwersum Diuny]]). Najważniejsza planeta w tym wszechświecie to [[Arrakis (Diuna)]], jedyna, na której znajdują się złoża [[Melanżmelanż (Diuna)|melanżu]] – substancji umożliwiającej jasnowidzenie niezbędne do uniknięcia niebezpieczeństw ponadwymiarowych podróży kosmicznych. Powstawanie melanżu związane jest z cyklem rozwojowym [[Czerwczerw pustyni|czerwi pustyni]] – olbrzymich istot, żyjących w piaskach Arrakis.
Diuna zostaje oddana w lenno [[Ródród Atrydów|rodowi Atrydów]]. Na planetę przybywają książę Leto I Atryda, jego konkubina lady Jessika, syn Paul oraz ich armia. Wkrótce po przybyciu Atrydów, [[ród Harkonnenów]] wspomagany przez oddziały imperialne dokonuje przewrotu. Lady Jessice i Paulowi udaje się uciec z pogromu. Uciekając, trafiają do siczy zamieszkiwanej przez koczowniczych wojowników – [[Fremeni|Fremenów]] – pod przywództwem Stilgara. „Bestia” Rabban Harkonnen eksploatuje Arrakis stosując terror, budując powszechną wrogość Fremenów do nowych panów. Paul, pod wpływem Wody Życia (przeobrażone wydzieliny utopionego czerwia), budzi w sobie moce prorocze, okazując się oczekiwanym elementem doboru naturalnego Bene Gesserit – [[Kwisatz Haderach]]. Przyjmując imię „Paul Muad'Dib” prowadzi Fremenów do walki z Harkonnenami. Po pokonaniu Harkonnenów i unieruchomieniu wojsk Imperatora [[Shaddam IV Corrino|Szaddama IV]], dochodzi do przejęcia władzy nad Arrakis przez ród Atrydów.
