寇克艦長、史巴克副艦長、麥考伊醫官和企業號全體成員，一同展開為期五年的太空探索任務。

제임스 T. 커크 선장, 스팍 1등 항해사, 맥코이 박사를 비롯한 엔터프라이즈호 선원들은 5년간의 우주탐사 임무를 시작한다.

Es el año 2264.201 años después de que el hombre viajara por primera vez a mayor velocidad que la luz, y 113 años después del primer viaje de la Enterprise NX-01, el capitán James T. Kirk y su tripulación parten en la nave de clase Constitución USS Enterprise. En el transcurso de los 3 primeros años, la tripulación del Enterprise se encontrará con criaturas que cambian de forma y artistas del engaño, asesinos y locos, seres lo bastante poderosos como para controlar las mentes de sociedades enteras, y seres demasiado débiles como para controlar sus propios poderes mentales. Los tripulantes de la Enterprise serán amados, amenazados, engatusados, asesinados, les ofrecerán parejas para copular, serán divididos en dos, resucitados, y lanzados hacia atrás en el tiempo. Se verán forzados a luchar por sus vidas y por las vidas de sus amigos. Y a lo largo de todas esas pruebas, se irá forjando un vínculo entre tres insólitos amigos: el valiente y carismático capitán, el irascible doctor, y el Vulcaniano sin emociones. El viaje ha comenzado.

O capitão Kirk, o primeiro oficial Spock, o doutor McCoy e o resto da tripulação da Enterprise embarcam em uma missão de cinco anos de exploração do espaço.

Depois do segundo piloto de Roddenberry, "Where No Man Has Gone Before", ter recebido uma resposta mais favorável da NBC, Star Trek finalmente foi ao ar com seu primeiro episódio – "The Man Trap" – às 20h30 do dia 8 de setembro de 1966. "Where No Man...", que eventualmente foi ao ar como o terceiro episódio da série, retinha apenas o personagem Spock de "The Cage", porém introduziu William Shatner como Capitão Kirk, James Doohan como o Engenheiro Chefe Scotty e George Takei como o físico (mais tarde piloto) Sulu. DeForest Kelley e Nichelle Nichols se juntaram ao elenco como o Oficial Médico Chefe Dr. McCoy e a Oficial de Comunicações Uhura em "The Man Trap".

Apesar de sua personagem Número Um não ter sido mantida depois de "The Cage", Majel Barrett retornou para o programa como uma nova personagem, enfermeira Christine Chapel, e fez sua primeira de muitas aparições recorrentes em "The Naked Time". Grace Lee Whitney apareceu em oito episódios como ordenança Janice Rand, começando com "The Man Trap". Whitney deixou a série após "The Conscience of the King", porém faria aparições rápidas no primeiro, terceiro, quarto e sexto filmes da franquia, como também no episódio "Flashback" de Star Trek: Voyager.

A primeira temporada de Star Trek compreende 29 episódios, incluindo o episódio em duas partes "The Menagerie", que inclui muito das imagens do piloto original, "The Cage". Outros episódios notáveis incluem "Balance of Terror", que introduz os romulanos; "Space Seed", que introduz Khan Noonien Singh e serve como base para Star Trek II: The Wrath of Khan; "Errand of Mercy", onde os klingons fazem sua primeira aparição; e o aclamado pela crítica, episódio vencedor do Hugo Award, "The City on the Edge of Forever", que mostra Kirk, Spock e McCoy viajando para o passado através do Guardião da Eternidade.

กัปตันเจมส์ ที. เคิร์ก ผู้ช่วยนักบินสป็อค ดร.แมคคอย และลูกเรือทั้งหมดของยานเอนเทอร์ไพรซ์ออกเดินทางทำภารกิจยาวนานห้าปีในการสำรวจอวกาศ