Thuyền trưởng Kirk và phi đoàn đụng độ một loạt sinh vật mới lạ lùng trong loạt phim hoạt hình này, bao gồm cả một chủng tộc vũ trụ đã bỏ chạy khỏi Trái đất trước đây.

Trong Mùa 2 của loạt phim hoạt hình này, phi đoàn tàu Enterprise mắc kẹt ở một vũ trụ mà thời gian trôi ngược.

Được lãnh đạo bởi Cơ trưởng Kirk điềm tĩnh, phi hành đoàn của phi thuyền Enterprise tiến sâu vào không gian xa xôi để khám phá những thế giới và nền văn minh mới.

Trong quá trình đàm phán hòa bình với người Klingon, thuyền trưởng Kirk và ngài Spock bị buộc tội giết người khi tàu của người Klingon bị tấn công.

Tiếp tục những chuyến phiêu lưu ngoài vũ trụ, Spock đến thăm hành tinh quê nhà, Scotty đối mặt với tội giết người và nhà hàng hải người Nga Chekov gia nhập Enterprise.

Cơ trưởng Kirk và phi hành đoàn Enterprise dũng cảm có xung đột nguy hiểm với Klingon, Romulan, nhân vật hình người huyền bí và các chủng tộc người ngoài hành tinh khác.

Trong hành trình tìm kiếm Chúa đầy ám ảnh, một người Vulcan nổi loạn cướp tàu Enterprise rồi đưa thuyền trưởng Kirk cùng phi hành đoàn đến trung tâm của thiên hà.