Al almirante James T. Kirk, de la nave Enterprise, se le encomienda una difícil misión: neutralizar un extraño cuerpo para evitar su colisión con la Tierra y la consiguiente catástrofe. El oficial Spock, el capitán Willard Decker, la asesora Ilia y el doctor McCoy ayudan a Kirk a descubrir la naturaleza de este cuerpo sideral, provisto de un mecanismo de inteligencia de origen terrestre. La expedición del Enterprise localiza al ente y, entonces, se apresta a introducirse en su centro de operaciones. Primera entrega cinematográfica de la popular serie fantástica creada por Gene Roddenberry.