故事發(fā)生在的二十三世紀(jì)，人類的科技發(fā)展已經(jīng)到達(dá)了可以星際旅行的地步。2230年出生于瓦肯星的男孩史波克(扎克瑞·昆圖 Zachary Quinto 飾)，因?yàn)槟赣H阿曼達(dá)·格雷森(薇諾娜·賴德 Winona Ryder 飾)是人類，經(jīng)常遭到同僚的嘲笑和欺負(fù)。父親薩瑞克(本·克勞斯 Ben Cross 飾)是瓦肯星的一名外交官，史波克從小就不斷地在嚴(yán)肅的瓦肯邏輯教育和他的人類情感之間掙扎。長大后的史波克遇到了同樣懷著遠(yuǎn)大志向的柯克(克里斯·派恩 Chris Pine 飾)，兩人雖矛盾不斷但通過種種任務(wù)考驗(yàn)逐漸開始互相理解。企業(yè)號(hào)的老艦長是克里斯托弗·派克(布魯斯·格林伍德 Bruce Greenwood 飾)，艦員則包括醫(yī)療官“老骨頭”麥考伊(卡爾·厄本 Karl Urban 飾)、總工程師史考特(西蒙·佩吉 Simon Pegg 飾)、通訊官烏瑚拉(佐伊·桑塔納 Zoe Saldana 飾)、舵手蘇魯(約翰·周 John Cho 飾)，以及17歲的領(lǐng)航員天才少年契柯夫(安東·尤金 Anton Yelchin 飾)。