Le professeur John Robinson, sa femme Maureen, leurs filles Judy et Penny, et leur fils Will sont choisis pour être la première famille à coloniser l’espace extrême. Piloté par le major Don West, le Jupiter 2 décolle pour Alpha Prime, la seule autre planète habitable de la galaxie. En cours de route, leur vaisseau est saboté par l’ennemi juré le Dr. Zachary Smith, qui a l’intention de déjouer leur plan. Lorsque le Jupiter 2 dévie dangereusement de sa trajectoire, la famille Robinson doit s’unir et utiliser ses compétences uniques pour mener à bien leur mission ou faire face à une mort certaine tandis qu’ils restent « perdus dans l’espace ».