太阳党是一个恐怖组织，其首领救世主（林国斌 饰）善于开发战争机器人，他和女友玛利亚（叶倩文 饰）经常利用自己开发的机器人“先锋一号”大肆破坏。由于“先锋一号”威力强大，警方也常常束手无策。小徐原是英雄党的一分子，后来对自己团伙的所作所为深感不满而在师傅的担保下脱离了该组织。一次小徐在酒吧偶遇了专为警方开发战争机器人的专家阿毛（岑建勋 饰），两人一见如故，成为了好朋友。岂料太阳党因此怀疑小徐出卖了自己，因此派出新研制的机器人——外形和玛利亚一模一样的“先锋二号”追杀小徐；更糟糕的是，警方亦因此怀疑阿毛出卖了政府，因而同时派人前来捉捕他们。一对好兄弟，能否逃出生天？
故事发生在的二十三世纪，人类的科技发展已经到达了可以星际旅行的地步。 2230年出生于瓦肯星的男孩史波克（扎克瑞·昆图 Zachary Quinto 饰），因为母亲阿曼达·格雷森（薇诺娜·赖德 Winona Ryder 饰）是人类，经常遭到同僚的嘲笑和欺负。父亲萨瑞克（本·克劳斯 Ben Cross 饰）是瓦肯星的一名外交官，史波克从小就不断地在严肃的瓦肯逻辑教育和他的人类情感之间挣扎。长大后的史波克遇到了同样怀着远大志向的柯克（克里斯·派恩 Chris Pine 饰），两人虽矛盾不断但通过种种任务考验逐渐开始互相理解。 企业号的老舰长是克里斯托弗·派克（布鲁斯·格林伍德 Bruce Greenwood 饰），舰员则包括医疗官“老骨头”麦考伊（卡尔·厄本 Karl Urban 饰）、总工程师史考特（西蒙·佩吉 Simon Pegg 饰）、通讯官乌瑚拉...
本片是以地球人与瓦肯人的“第一类接触”事件为背景，将重心放在《星际迷航之下一代》电视系列剧中的大敌『博格人』。企业号正在宇宙空间做例行巡航时，舰长皮卡特接到密电，称博格人已联合其他星系的力量，准备向地球发起攻击。由于舰长皮卡特曾受敌方俘虏并同化，星际舰队对其不很信任，故没有派其出战。皮卡特不顾命令，仍然参与战斗，之后企业号跟随博格人的时间漩涡回到21世纪，以阻挡博格人试图改变人类的外星发展史达到征服地球的企图。
