In de 23e eeuw vormt een vreemde, mysterieuze macht een dreiging voor de Aarde door de oceanen te doen verdampen en de atmosfeer te vernietigen. In een wanhopige poging om de mensheid te redden moeten Kirk, nu een renegade, en zijn bemanning terug in de tijd reizen om de Aarde en haar volkeren te behoeden voor totale vernietiging.