宇宙艦隊士官である父親を幼いころに亡くしたカークは、自由な心を持つ行動的な青年に成長するが、父の遺志を継ごうと宇宙艦隊アカデミーに入学。やがてバルカン星からの緊急救助要請を受け、宇宙艦隊のUSSエンタープライズが出発することになり、カークや親友マッコイらアカデミーの若者たちも乗り込むことに。バルカン星を襲ったのは好戦的なロミュラン人だった。カークはサブリーダーのスポックと対立するようになるが……。

高価な機械の体を手に入れた富裕層が、生身の体のままの貧しい人々を迫害している未来の地球。貧しい少年・星野鉄郎はスラム街で、機械の体を無料でくれるというアンドロメダ星に行くことを夢見て暮らしている。ある日、鉄郎は、アンドロメダ行き超特急列車“銀河鉄道”のパスをくれるという美女“メーテル”に出会う。彼女に母の面影を見た鉄郎はメーテルに同行することを決める。

人類初の有人火星探査となる宇宙船カプリコン1号が打ち上げられることになった。しかしその打ち上げ数分前、三人の乗組員のブルーベイカー、ウィリス、ウォーカーは管制スタッフや見物客などに見つからぬように船内から連れ出され、砂漠の真ん中にある無人の古い基地へと連れていかれる。ロケットが無人のまま打ち上げられているとき、三人には本計画の責任者であるケラウェイ博士から、事情の説明と新たな指令がくだされる。

ここは近未来。精神医学の極秘リサーチをするために、囚人がモルモットとして人体実験される場所、「DANTE 01」という名の宇宙ステーションへまたひとり、新たな囚人が送り込まれてきた。身元不明のその男が持ち合わせていた特殊能力―。その恐ろしい力を抑制することに躍起になっていた科学者たちだったが、それはこれからはじまる怪奇な現象の序章に過ぎなかった…。