В центре истории — Ихтиандр, человек, который может жить под водой, и его жизнь между морем и городом. Всё происходит в прибрежной атмосфере: берег, солнце, узкие улочки, лаборатория учёного — и постоянное ощущение, что герой нигде не может быть до конца своим.
Отдельное внимание в фильме уделено подводным съёмкам — для своего времени это была непростая техническая задача, и именно они во многом формируют визуальный ритм картины. Музыка и монтаж работают спокойно, без резких переходов, давая сценам разворачиваться постепенно.
В прокате фильм показал сильный результат: он стал лидером советского кинопроката 1962 года, его посмотрело более 65 миллионов зрителей. Со временем картина не исчезла из культурного поля — например, Квентин Тарантино называет «Человека-амфибию» своим любимым русским фильмом.