エンタープライズ号のクルーが宇宙の最果てにある未知の領域を探索し、彼ら自身や惑星連邦の存在意義の真価を問う、新たな謎の敵と遭遇するという本作。カーク船長役のクリス・パインをはじめ、ザカリー・クイント、ゾーイ・サルダナ、カール・アーバン、アントン・イェルチン、ジョン・チョーらお馴染みのメンバーが続投し、新キャストとして、全米大ヒット中『ジャングル・ブック』のイドリス・エルバ、『キングスマン』で義足の殺し屋ガゼルを演じ、華麗なアクションで魅了したソフィア・ブテラ、『ワイルド・スピード EURO MISSION』で卓越したアクションを披露したジョー・タスリムが出演。前作に引き続きスコッティ役として登場するサイモン・ペッグと共に、ダグ・ユングが脚本を務めている。