Jeśli historię wszechświata porównać do roku kalendarzowego, każdy miesiąc odpowiada miliardowi lat, a człowiek pojawia się w dopiero w ostatnich sekundach grudnia. Statek Wyobraźni, który porusza się po czasie i przestrzeni jak po powierzchni wody, wyrusza w podróż z punktu zero - 1 stycznia wg kosmicznego kalendarza. Steruje nim Neil deGrasse Tyson, uczeń Carla Sagana. Na pokładzie znajduje się Okno Przeszłości, przez które astrofizyk odwiedza osobistości nauki, które w różnych wiekach zaznaczyły się w historii ludzkości. W tym odcinku udaje się do renesansowych Włoch na spotkanie z Giordanem Brunem.

Statek Wyobraźni wyrusza w kolejny rejs, tym razem odkrywając wzajemne powiązania między wszystkimi istotami żyjącymi na Ziemi. Neil przy okazji snuje domysły na temat możliwych kierunków ewolucji. Opowiada także o gatunkach, które dawno temu zniknęły z powierzchni Ziemi. Przed milionami lat miał miejsce wybuch wulkanu, który objął obszar większy od całej zachodniej Europy. Był to punkt zwrotny w kosmicznym kalendarzu, ponieważ wówczas wyginęły niemal wszystkie gatunki zamieszkujące Ziemię. Istoty ocalałe z zagłady dały początek innym, które w wyniku ewolucji pozwoliły na narodziny człowieka.

Statek Wyobraźni podróżuje do gwiazdy, która znajduje się w lodowatej strefie Obłoku Oorta. Następnie wkracza na orbitę jednej z komet, która przez miliony lat będzie podążała ku Słońcu. W tym odcinku szczególna uwaga została poświęcona osobom, które jako pierwsze zaczęły obserwować zjawiska towarzyszące kometom: Edmondowi Halleyowi i Isaacowi Newtonowi. Pasażerowie Statku Wyobraźni mają także okazję wyjrzeć przez Okno Przyszłości znajdujące się w górnej części kadłuba. Ukazuje ono mroczną wizję zdarzeń, do których może dojść za miliardy lat, kiedy Droga Mleczna zderzy się z Galaktyką Andromedy.

Odcinek opowiada o świetle - jego rodzajach i odcieniach, m.in. o przypadkowym odkryciu promieniowania podczerwonego przez Williama Herschela. Wśród omawianych sylwetek jest pewien XIX-wieczny nędzarz z Bawarii, który położył podwaliny pod rozwój astrofizyki. Ściśle tajne zapiski tego człowieka, przechowywane w pilnie strzeżonym starym opactwie, dziesiątki lat później wstrząsnęły innym geniuszem (bohaterem Odcinka 9.) i doprowadziły do odkrycia jednego z kluczy otwierających wrota kosmosu. Ponadto "Okno Przeszłości" umożliwi podróż do Chin sprzed dwóch tysiącleci, gdzie ówczesny cesarz brutalnie tłumi wolność myśli i słowa, a także do XI-wiecznej...

Wspólne działanie światła, czasu i grawitacji może zniekształcić dostępne ludzkim zmysłom postrzeganie wszechświata. W odcinku pojawia się naukowiec William Herschel, który spaceruje z synem i snuje niezwykłe opowieści. Pojawia się także sylwetka człowieka, który stwierdził, że w kosmosie istnieją czarne dziury. Gospodarz Neil deGrasse Tyson odsłania co nieco ze swojej przeszłości i przyjaźni z Carlem Saganem.

Neil patrzy na samego siebie jak na ogromne zbiorowisko budujących go atomów. Na pokładzie Statku Wyobraźni udaje się do centrum kropli rosy i pokazuje rozwijające się w niej egzotyczne formy życia. Następnie, już na powierzchni, Neil szykuje się w podróż do sieci neuronowej w ludzki mózgu. Jego droga wiedzie od pojedynczej cząsteczki, przez zapach bzu, po mechanizm pamięci. Później między innymi wnika w głąb Ziemi i odkrywa tajemniczą cząsteczkę neutrino.

W tym odcinku Neil porusza kwestię prawdziwego wieku Ziemi. Tłumaczy, na jakiej podstawie ludzie potrafią w miarę dokładnie określić, ile ma lat. Sięga przy tym do historii pewnego chłopca z Iowa, który poznał niezawodny, ale bardzo żmudny sposób na policzenie lat planety. Odkrył przy tym zbrodnię, a tym samym ciemną stronę nauki. Cała opowieść kończy się stwierdzeniem, że pojedynczy człowiek może zmienić świat z korzyścią dla innych bez uciekania się do przemocy.

Gromada gwiazd o nazwie Plejady odegrała niemałą rolę w historii ludzkości, kształtując m.in. kulturę wielu ludów zamieszkujących różne kontynenty. Przez starożytnych Greków zostały uznane za Oriona ścigającego siedem sióstr. Bohaterkami odcinka są także kobiety, które na początku XX wieku zdobyły sławę w dziedzinie astronomii. Wiąże się z nimi historia brytyjskiej piękności, która zakwestionowała opinię autorytetu i udowodniła, z czego składają się gwiazdy. Ponadto Neil odwiedza toskańską winnicę, gdzie obserwuje, jak światło słoneczne zmienia się w księżycowe.

Odcinek jest poświęcony osobie, której geniusz podziwiał sam Albert Einstein. Michael Faraday - dziecko, po którym nikt nie spodziewał się żadnych osiągnięć - przełamał bariery klasowe i stał się znanym, poważanym naukowcem. Wynalazca silnika i generatora i odkrywca wielu praw z zakresu elektryczności przyczynił się między innymi do wprowadzenia przedmiotów ścisłych do angielskich szkół.

Neil deGrasse Tyson próbuje odczytać biografię Ziemi zapisaną w atomach budujących oceany, kontynenty i wszystkie żyjące stworzenia. Jego Statek Wyobraźni zmierza do ery karbonu, kiedy planetę zamieszkiwały m.in. wielkie muchy o rozpiętości skrzydeł sięgającej pół metra. Wtedy to warunki na Ziemi zaczęły umożliwiać życie człowiekowi, który pojawił się setki milionów lat później. Następnie astrofizyk odwiedza mężczyznę, który rozwiązał jedną z głównych tajemnic geologii. Na koniec eksploruje największy podwodny łańcuch górski i poznaje istoty, które nawet nie wiedzą o istnieniu słońca.

Neil próbuje odpowiedzieć na pytanie, czy w kosmosie żyją istoty niepodlegające przemijaniu. Odwiedza dawną Mezopotamię i przygląda się bohaterom tamtejszej mitologii. To z miasta Uruk pochodzi legendarny król Gilgamesz, który ponoć miał poszukiwać nieśmiertelności. Następnie astrofizyk przywołuje zdarzenie z początku XX wieku, kiedy w pewnej egipskiej wsi spadł meteoryt. Zawierał on przesłanie, które udało się odczytać dopiero po 70 latach. Następnie zostaje pokazany materiał filmowy z 1946 roku, na którym zarejestrowano pierwszą świadomą próbę komunikacji z istotami pozaziemskimi. Na koniec prawdopodobieństwo występowania różnych form życia...

Ostatni idealny dzień na Wenus. Już wkrótce efekt cieplarniany sprawi, że woda w oceanie zacznie wrzeć, a niebo nabierze żółtego koloru. Po powrocie na Ziemię Neil przybliża sylwetkę Davida Keelinga, który w 1958 r. odkrył, że planeta oddycha, a jeden oddech zabiera jej cały rok. W Drew Point na Alasce astrofizyk tłumaczy różnicę między warunkami pogodowymi a klimatem. Przybliża też zaskakująco długą historię obserwacji globalnego ocieplenia. Podróż w czasie zahacza o wystawę w Paryżu w 1878 r., kiedy Augustin Mouchot wykorzystał promienie słoneczne jako źródło energii dla maszyn drukarskich i lodziarek. "Statek Wyobraźni" zatrzymuje się także...

W ostatnim odcinku astrofizyk Neil deGrasse Tyson prezentuje galerię mało znanych postaci, które przyczyniły się do rozwiązania kluczowych zagadek dotyczących kosmosu. Wśród nich są Martin Behaim, konstruktor pierwszego globusa, i Fritz Zwicky - prekursor teorii supernowych. W tym gronie znalazła się także Vera Rubin, kobieta astronom, która przyglądała się zasięgowi i budowie galaktyk..