Star Trek aloittaa kaikkien aikojen suurimman seikkailun, uskomattoman tarinan nuoren miehistön neitsytmatkasta maailman moderneimmalla avaruusaluksella: U.S.S. Enterprisella. Toimintaa, komediaa ja kosmisia vaaroja täynnä olevan matkan aikana uusien tulokkaiden on löydettävä keino pysäyttää paha jonka kosto uhkaa koko ihmiskuntaa.

Galaksin kohtalo on katkerien kilpailijoiden käsissä. Toinen, James Kirk (Chris Pine) on pahatapainen, jännitystä kaipaava maalaispoika Iowasta. Toinen, Spock (Zachary Quinto), kasvatettiin logiikkaan pohjaavassa, kaikki tunteet torjuvassa yhteisössä. Tulisielu törmää viileään järkeen ja heidän epätodennäköinen mutta voimakas kumppanuutensa on ainoa asia jonka on mahdollista johtaa miehistö läpi vaarojen, joita ei voi edes kuvitella, lähtien rohkeasti suuntaan jonne kukaan muu ei ole koskaan aiemmin mennyt!