Siamo nel XXIII secolo e per risolvere gravi problemi ecologici del pianeta il capitano Kirk ha assoluta necessità di catturare due balene, una specie ormai estinta. Inizia così un viaggio a ritroso nel tempo e nello spazio, che porta l'equipaggio dell’astronave ad atterrare nella California del 1986. Per portare a termine la missione avranno bisogno dell’aiuto di Gillian Taylor, la scienziata incaricata della custodia degli animali nell’acquario di Sausalito.