Professor John Robinson, zijn vrouw Maureen, hun dochters Judy en Penny, en zoon Will worden geselecteerd als het eerste gezin dat buitenruimte koloniseert. Gevarenbestuurd door majoor Don West, zet de Jupiter 2 koers naar Alpha Prime, de enige andere bewoonbare planeet in het melkwegstelsel. Onderweg wordt hun ruimtevaartuig gesaboteerd door aarts-veldhers Dr. Zachary Smith, die erop uit is hun plan te dwarsbomen. Wanneer de Jupiter 2 ernstig van koers raakt, moeten de Robinsons samenkomen en hun unieke vaardigheden inzetten om hun missie te voltooien of zeker te sterven terwijl ze “verdwaald in de ruimte” blijven.