星际联邦的大敌克林贡帝国因为连年争战，经济及生态环境破坏殆尽，一位克林贡领袖遂在企业号太空船护送下前往地球谈和，中途却遭到阴谋份子暗杀，并且嫁祸企业号……

一团硕大无朋的高能离子云，在遥远而神秘的太空中迅疾地飘移。这团能量云具有无坚不摧的威力，足以毁灭宇宙间任何物质结构。在它所划过的轨迹上，早已有好几艘分属银河三大势力的星舰遇难了…地球-银河系星球联邦的重镇，星际舰队总部的所在地。在位于北美洲旧金山的星际联邦舰队总部，柯克将军正像往常一样百无聊赖无所事事，突然间却接到了一个再好不过的命令检视企业号准备执行紧急任务。原来地球的防卫体系己经发现了那团高能离子云，而且侦测出它正对准地球飞来。柯克将军的任务，就是要赶在它到达地球之前，率领进取号先迎上去一探究竟。

最初马可·波罗随同两个牧师被派往忽必烈朝廷传教，以期对方能皈依基督。然而半路上，马可就被随行的牧师们遗弃了，因为后者怀疑世上根本就没有中国这个国家的存在。在经历千辛万苦之后，马可终于凭借自己的力量到达了中国，并被视作外交使节加以礼遇。在随后的20年中，马可深入探寻中国文化，走过了许多地方。归国后，他写出了那本著名的《马可·波罗游记》，彻底改变了西方世界对于中国的看法。

出生于瓦肯星的男孩史波克（扎克瑞·昆图 饰），因为母亲阿曼达·格雷森是人类，经常遭到同僚的嘲笑和欺负。父亲萨瑞克是瓦肯星的一名外交官，史波克从小就不断地在严肃的瓦肯逻辑教育和他的人类情感之间挣扎。长大后的史波克遇到了同样怀着远大志向的柯克（克里斯·派恩 饰），两人虽矛盾不断但通过种种任务考验逐渐开始互相理解。企业号的老舰长是克里斯托弗·派克，舰员则包括医疗官“老骨头”麦考伊、总工程师史考特、通讯官乌乎拉、舵手苏鲁，以及17岁的领航员——天才少年契柯夫。