Les aventures vécues au XXIIIe siècle, par James T. Kirk, capitaine du vaisseau Entreprise NCC-1701 et son équipage. Leur mission quinquennale est d'explorer la galaxie afin d'y découvrir d'autres formes de vie et d'enrichir ainsi les connaissances humaines.
Kirk, Spock et McCoy arrivent sur une planète qui doit prochainement être détruite par un astéroïde. Ils découvrent une étrange machine ainsi qu'une civilisation identique à l'ancienne civilisation des indiens d'Amérique. À l'insu des autres, Kirk est frappé par un rayon issu de la machine, perd la mémoire et disparaît. Spock et McCoy remontent à bord de l'Enterprise et tentent de détourner ou de détruire l'astéroïde.