故事发生在的二十三世纪，人类的科技发展已经到达了可以星际旅行的地步。 2230年出生于瓦肯星的男孩史波克（扎克瑞·昆图 Zachary Quinto 饰），因为母亲阿曼达·格雷森（薇诺娜·赖德 Winona Ryder 饰）是人类，经常遭到同僚的嘲笑和欺负。父亲萨瑞克（本·克劳斯 Ben Cross 饰）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 Chris Pine 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（布鲁斯·格林伍德 Bruce Greenwood 饰），舰员则包括医疗官“老骨头”麦考伊（卡尔·厄本 Karl Urban 饰）、总工程师史考特（西蒙·佩吉 Simon Pegg 饰）、通讯官乌瑚拉...

位于热带海域的一座无名小岛，蔚蓝大海与金色沙滩接壤之初，飞机破碎的残骸伴随着遇难乘客的恸哭哀号，揭开了一个神秘故事的序幕。2004年，815航班在前往目的地的途中突遭变故，坠毁在这座小岛，机上仅有杰克·谢帕德（马修·福克斯MatthewFox饰）、凯特·奥斯汀（伊万杰琳·莉莉NicoleEvangelineLilly饰）等48人侥幸逃生。最初的惊恐过后，不同年龄、职业、国别、民族、背景的一群人，在这个与世隔绝的逼仄且食物紧缺的空间内不可避免发生冲突与碰撞，与此同时，小岛上似乎还隐藏着某种未知且极具威胁的生物，而他们的一举一动又仿佛被一双双充满智慧但又神秘莫测的眼睛所监视。