Fabuła skupia się na przygodach załogi przedfederacyjnego Enterprise NX-01, pierwszego zbudowanego przez ludzi okrętu osiągającego prędkość warp 5. Enterprise to prequel wszystkich innych seriali i filmów Star Trek. (Akcja odcinka pilotowego, "Broken Bow", toczy się w roku 2151, dziesięć lat przed utworzeniem Zjednoczonej Federacji Planet oraz pomiędzy wydarzeniami filmu Pierwszy Kontakt i oryginalnego serialu Star Trek.) Pierwsze dwa sezony Enterprise pokazują eksplorację kosmosu przez załogę, która jest w stanie podróżować dalej i szybciej, niż ludzkość do ówczesnego momentu, dzięki przełamaniu bariery Warp 5. Prezentowane są sytuacje znajome fanom Star Treka, jednak postacie stawiają im czoła nie posiadając doświadczenia i zasad, które zostały zbudowane przez dziejące się później pozostałe serie. Enterprise przechodzi przez różne sytuacje, aby pokazać, jak powstały pomysły, które w kanonie Star Treka były oczywiste, jak np. wynalezione przez Reeda pola siłowe, czy też wątpliwości Archera na temat ingerencji w rozwój innych kultur, które dały początek Pierwszej Dyrektywie.