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(zhǎng)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(guò)種種任務(wù)考驗(yàn)逐漸開(kāi)始互相理解。企業(yè)號(hào)的老艦長(zhǎng)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）。