Det er stjernedato 8454.130, og den ferierende Kaptajn Kirk står over for to udfordringer: han skal bestige bjerget El Capitan i Yosemitterne og lære Spock at synge lejrsange. Men ferien bliver pludselig afbrudt da en vulkansk overløber kaprer Enterprise og styrer skibet ud på en rejse for at afsløre universets inderste hemmeligheder.