События анимационного шоу переносят нас в XXIII век — эпоху космического расцвета, когда Земля стала неотъемлемой частью могущественного альянса, известного как Объединенная федерация планет. На страже интересов этого союза стоит Звездный флот. Его корабли, совмещающие функции обороны и науки, непрерывно бороздят вакуум, выполняя главную задачу цивилизации: поиск разумной жизни и налаживание дипломатических связей с обитателями дальних звезд.
В центре повествования вновь оказывается легендарный тяжелый крейсер «Энтерпрайз». Под началом решительного капитана Джеймса Тиберия Кирка экипаж продолжает свою опасную и захватывающую одиссею в глубинах Млечного Пути, расширяя границы известного мира и сталкиваясь с неизведанным.