La série suit la famille Robinson, en mission de colonisation spatiale à bord du Jupiter 2 en 1997. Leur voyage est saboté par le Dr. Zachary Smith, qui se retrouve piégé avec eux quand le vaisseau est dévié. Perdus dans l'espace, ils rencontrent des extraterrestres, des civilisations et des dangers constants sur des planètes inexplorées. Accompagnés de leur robot B9, les Robinson doivent survivre aux catastrophes et aux manigances du Dr. Smith, tout en cherchant un moyen de rentrer chez eux.