XXIIIe siècle. Une attaque est menée par un étrange nuage bleu contre trois vaisseaux spatiaux qui ne parviennent pas à se défendre et qui disparaissent en un instant, absorbés par une matière bleue dorigine inconnue. Ce nuage hostile d'une puissance de destruction terrifiante se déplace vers le système solaire à une vitesse phénoménale et Starfleet, lorganisme chargé de surveiller lespace et de défendre la Fédération des Planètes Unies, est mise en alerte. Elle charge James T. Kirk, lun de ses meilleurs amiraux, daller à la rencontre du nuage pour éviter la destruction de la Terre. L'USS "Enterprise", ancien vaisseau de guerre de l'amiral Kirk, est remis à neuf pour la circonstance. Le capitaine Decker, la belle Ilia de la planète Delta et le flegmatique Vulcain Spock, ami de longue date de Kirk, se joignent à l'équipage.
Après un long voyage dans l'espace-temps, l'"Enterprise" arrive à proximité de l'envahisseur, qui s'empare d'Ilia à l'aide d'une sonde au laser. Pour servir d'intermédiaire entre lui et les humains, l'ennemi qui se fait appeler "V-Ger" renvoie à bord du vaisseau le clone robot de la jeune femme. Il menace de détruire la Terre s'il ne peut "rejoindre son créateur"... Au coeur de l'entité, Kirk, Spock et Decker découvrent la véritable identité de V-Ger : "Voyager 6", une sonde spatiale américaine envoyée dans l'espace au XXe siècle et qui a acquis l'intelligence. Pour sauver la Terre de la destruction, Decker offre de s'unir à Ilia afin de permettre à V-Ger d'atteindre un niveau de conscience supérieure et d'oublier ainsi ses intentions belliqueuses...
Lunivers de Star Trek s'est constuit durant les 79 épisodes de la série originale diffusée dans les années 1960. Il passe de la télévision au cinéma par l'intermédiaire de ce film de Robert Wise qui initie une série de huit films dont le dernier, Star Trek Into Darkness (J.J. Abrams) est sorti en juin 2013.
Entre temps, ont été tournés Star Trek II : La Colère de Khan (Nicholas Meyer, 1982), Star trek III - À la recherche de Spock (Leonard Nimoy, 1984), Star trek IV - Retour sur Terre (Leonard Nimoy, 1986), Star trek V - L'ultime frontière (William Shatner, 1989), Star trek VI - Terre inconnue (Nicholas Meyer, 1991), Star trek: Premier contact (Jonathan Frakes, 1996).
Laction de Star Trek : le film se déroule après les évènements décrits pendant les 79 épisodes de la série télévisée. Mais le film n'y fait hélas aucune référence et pêche par manque d'épaisseur romanesque de ses personnages et la pauvreté de l'action. On retrouve pourtant les personnages clés de la série, dont le fameux Spock aux traits typiques, le mécanicien en chef Scott, le médecin McCoy et les autres membres clés de léquipage. Robert Wise a pu, non seulement compter sur les personnages, mais aussi sur les acteurs qui ont tous repris leur rôle habituel, à commencer par William Shatner pour Kirk et Leonard Nimoy pour Spock. Le film bénéficie aussi des décors de la série mais les maquettes sont parfois un peu simplistes et seul l'intérieur du vaisseau est vraiment réussi.