Mariée à Camille, un être frêle et maladif, Thérèse mène une vie mortifère. Au contact de Laurent, un homme violent et borné, elle révèle sa vraie nature, à la fois sensuelle et voluptueuse. Les deux amants croient pouvoir assouvir leur passion librement en assassinant l'époux gênant. Mais le remords les gagne et, de crises de nerfs en angoisses insoutenables, ils sombrent dans la folie. "Thérèse et Laurent sont des brutes humaines", écrit Zola.
Anatomiste de l'âme, il étudie leurs désordres et dissèque leurs passions. Appliquant à la littérature des méthodes d'analyse proprement scientifiques, il élabore, quelque temps avant la grande fresque des Rougon-Macquart, une oeuvre magistrale où s'affirment déjà les principes esthétiques du naturalisme.