Hikaye, Uzay Yolu Ekibi'nin evrenin dört bir yanına dağıldığı bir dönemde başlar. Dünya'ya geri dönüş yapmaları gerektiğinde, bir yandan Klingon düşmanlarıyla barış görüşmeleri sürdürülürken, diğer yandan Gezegenin Güneş Sistemi'ne doğru ilerleyen devasa bir enerji sondası tespit edilir. Sondanın amacı anlaşılamaz ve Dünya'yı tehdit etmektedir. Kaptan ve ekibi, geçmişe, 20. yüzyılın ortalarına zaman yolculuğu yaparak, bu dönemdeki teknolojiyi kullanarak sondanın tehdidini bertaraf etmeye çalışır. Bu sırada, geçmiş dünyasında kaybolurlar ve 20. yüzyılın insanlarıyla etkileşime girerler. Zamanda yolculuk yaparken ekibin komik ve duygusal maceraları izleyicilere eğlenceli anlar sunar.