En 2050, la planète Terre est à bout de course, épuisée sous l'action combinée de l'effet de serre et de la pollution. Menacée par une rébellion sauvage, il ne reste qu'un seul espoir à l'humanité: coloniser Alpah Prime, la planète habitable la plus proche de notre système solaire, a dix années-lumière. L'éminent scientifique John Robinson est désigne pour mener a bien une mission de reconnaissance. Il décide d'emmener avec lui toute sa famille. Il ignore que le docteur Zachary Smith, a la solde de la rébellion, s'est introduit dans « Jupiter II », leur vaisseau spatial.