In einer Parallelwelt zu der unsrigen haben Menschen sogenannte Dæmonen, die die Seele in Tiergestalt repräsentieren und als Freund und Beschützer agieren. Frauen und Mädchen haben meistens männliche, Männer und Jungen meistens weibliche Dæmonen.

Lyra Belacqua, ein Mädchen von zwölf Jahren, lebt mit ihrem Dæmon Pantalaimon als Waisenmädchen am Jordan College in Oxford. Anfangs hilft sie ihrem „Onkel“ Lord Asriel, der von Fra Pavel, einem Vertreter des Magisteriums, einer Art Gedankenpolizei, vergiftet werden soll. Asriel plant eine Reise in die Arktis, um das Phänomen des „Staubs“ zu untersuchen, der eine Reise in andere parallele Welten erlauben soll. Nachdem das College sich bereiterklärt hat, Asriels Reise zu finanzieren, taucht die undurchsichtige Mrs. Coulter auf, die ebenfalls eine Reise in den Norden plant und von Lyra begleitet werden möchte. Vor ihrer Abreise erhält Lyra vom Rektor des College ein Alethiometer, den im Titel erwähnten goldenen Kompass, ohne aber Genaueres über den Zweck des Geräts zu erfahren.

Gleichzeitig werden Lyras bester Freund Roger Parslow und ein weiterer Junge, Billy Costa, von den Gobblern geschnappt, die überall im Land Kinder entführen und sie zu mysteriösen Experimenten in den Norden, nach Bolvangar, verschleppen. Lyra entdeckt, dass Mrs. Coulter und ihre „General-Oblations-Behörde“ hinter den Gobblern stecken. Sie kann fliehen, wird von den Gobblern verfolgt und von den Gyptern befreit, zu denen auch Billy Costas Mutter gehört. Auf dem Schiff der Gypter erfährt Lyra von der Hexenkönigin Serafina Pekkala, dass sie eine Bestimmung hat, von der niemand genau weiß, wie sie lautet. Außerdem lernt Lyra, das Alethiometer zu lesen: das Gerät zeigt die Wahrheit an und kann jede Frage beantworten.

Gemeinsam mit den Gyptern landet Lyra im Hohen Norden, wo sie neue Verbündete kennenlernt: den texanischen Luftschiffer Lee Scoresby und den Panserbjørne (Panzerbären) Iorek Byrnison. Lyra hilft Iorek, seinen Panzer wiederzuerlangen, woraufhin er ihr verspricht, ihr bis zum Erfolg ihrer Mission zu helfen. Als Lyra von den Samojeden gefangen genommen und nach Svalbard zum König der Panserbjørne, Ragnar Sturlusson (im Buch: Iofur Raknison), gebracht wird, kann sie diesen (da sie von Mrs. Coulter weiß, dass er sich nichts sehnlicher wünscht als einen eigenen Dæmonen) überzeugen, dass sie Ioreks Dæmon ist und Ragnar Iorek im Zweikampf besiegen muss. Iorek gewinnt den Zweikampf und wird damit zum König der Panserbjørne, begleitet aber Lyra weiter auf ihrer Reise. Sie ist nun auf dem Weg nach Bolvangar, da sie inzwischen weiß, was dort mit den von den Gobblern entführten Kindern angestellt wird: Ihnen werden in einem Labor experimentell ihre Dæmonen weggeschnitten, sie also von ihrer Seele getrennt. Das ganze ist Teil eines Plans des Magisteriums, den Einfluss des „Staubs“ zu beseitigen.

Kurz nachdem Lyra in Bolvangar angekommen ist, taucht auch Mrs. Coulter auf. Lyra belauscht sie und erfährt dadurch, dass Lord Asriel inzwischen vom Magisterium gefangengenommen wurde und hingerichtet werden soll. Kurz darauf wird Lyra entdeckt und von den Wärtern ins Labor gebracht, um auch sie von ihrem Dæmon zu trennen. In letzter Sekunde kann Mrs. Coulter das verhindern; Lyra erfährt anschließend von ihr, dass ihr „Onkel“ Asriel in Wirklichkeit ihr Vater ist und Mrs. Coulter ihre Mutter. Als Mrs. Coulter erneut versucht, Lyra das Alethiometer abzunehmen, trickst Lyra ihre Mutter aus und zerstört das Labor, um dann mit den anderen Kindern die Flucht anzutreten.

Im Kampf mit den (in der deutschen Version Russisch sprechenden) Tataren, die Bolvangar im Auftrag des Magisteriums bewachen, kommen den Kindern zunächst Iorek, dann eine fliegende Hexenarmee und schließlich auch die Gypter und Scoresby zu Hilfe. Nachdem die Schlacht gewonnen worden ist, fliegen Lyra, ihr wiedergefundener Freund Roger und Iorek mit Scoresby und seinem Luftschiff zurück nach Svalbard, um dort Lord Asriel zu befreien.

Quelle: WikiPedia DE