Está tudo pronto para a viagem inaugural da nave espacial mais moderna já criada: a USS Enterprise. Sua jovem tripulação tem uma missão importante: encontrar uma maneira de deter o malvado Nero que, motivado pela vingança, ameaça toda a humanidade. Mas o destino da galáxia está nas mãos de dois jovens rivais, que nasceram em mundos diferentes. Um deles, Tiberius James Kirk, é humano, em busca de emoções e um líder nato. O outro, Spock, meio humano e meio vulcano, é desprezado pelos vulcanos por suas emoções humanas.