故事的设定是发生在有着乌托邦背景的23世纪，《原初系列》的故事是叙述星舰“企业号”以及它的航员的历险过程。每一集开头的旁白说明了他们的目标：
宇宙，人类的终极边疆。这里叙述的是星舰企业号的旅程，它的五年任务，是为了要探索这全然未知的新世界，寻找新生命和新文明，勇踏前人未至之境。《原初系列》最初于1966年9月8日星期三于全国广播公司（NBC）播映。一开始它并不是太成功，收视率很低而且广告收入不佳。然而，当电视剧腰斩的威胁在第2季隐隐约约地浮现之后，死忠的影迷们发起了一项前所未有的运动，恳请NBC继续制播这部电视剧。影迷们成功地让NBC同意制播第3季，但是电视剧的时段却换到了星期五晚上这个“黄昏时段”。在第3季结束之后，电视剧还是下档了。最后一集于1969年6月3日首播。
塞翁失马，焉知非福。之后电视剧的重播权售出，电视台在他们认为可以吸引影迷及潜在影迷来收看的时段重播它。不久，许多影迷加入了当初发起这个让《原初系列》大受欢迎的运动的影迷的行列，一起为这个连锁事业建立了一个广大的市场。前6部《星际迷航》的电影是以《原初系列》为基础，并且第7部电影也有一些旧角色参与。
原始《原初系列》的影迷们在西方普遍被叫做Trekkies，不过有些影迷比较喜欢Trekker这个称呼。
为了跟其他续篇有所区分，西方一般都称呼它为Star Trek: The Original Series（星际迷航：原始系列），缩写为ST:TOS或是TOS。请参考星际迷航以查看更一般性的概述。
在1964年的时候，罗登贝瑞的《原初系列》概念让他获得了一份来自德西路（Desilu）公司3年的研发合约。德西路是一间具领导地位的独立电视制作公司，由喜剧演员路西尔·包（Lucille Ball）以及德西·阿南兹（Desi Arnaz）所共同创立。罗登贝瑞以一个类似“星际篷车队”形式的电视剧来向几个大电视网推销它，描述它像是一部西部片（例如：《篷车队》（]Wagon Traini]）和《枪烟》（]Gunsmokei]）这两部）的未来版，在当时西部片在电视上很流行。在罗登贝瑞原始的构想里，主角是星舰“约克号”上的罗伯特·艾波（Robert April）舰长。不过这个角色最后却变成了克里斯多夫·派克（Christopher Pike）舰长。第一个试播章节“牢笼”（]The Cagei]）在1964年制播完成。罗登贝瑞的许多概念在当时是相当先进的。在他的想像里，星舰的航员组成是多种族、多物种的，因为根据他的假设，在23世纪是没有种族歧视的——而这个作法在当时是颇具争议性的，因为那个时候在美国还有很多地区仍然严格地实施种族隔离政策。他也加入了其他外星物种担任重要角色，例如斯波克（Spock）是一半人类、一半外星人血统。 其他《原初系列》的创新特点还包括关于基本生产问题的聪明解法。关于超光速曲速引擎的想法在科幻界并不是一个新的概念，不过它提供给剧本创作者一个有效的叙事装置，让企业号可以在广大的太空中迅速地旅行。让行员们可以迅速地从甲地“传送”到乙地的物质传送器简洁地解决了如何将角色于场景间迅速移动的问题，因为制作小组不久后发现为每一集拍摄一段太空船降落过程太昂贵而被禁止。
《原初系列》的试播章节一开始是提供给哥伦比亚广播公司（CBS）电视网，但是他们回绝了，改而选择较为主流的艾文·亚伦制作的《太空迷航》（Lost In Space）。接着《原初系列》被拿到了全国广播公司（NBC），一开始NBC也是回绝，认为它太花脑筋而且缺乏动作场景。然而NBC高层对于这个概念留下深刻的印象，并做出了极为不寻常的决定，希望能够拍摄第二个试播章节——“前人未至之境”（Where No Man Has Gone Before）。原先第一个试播章节里的角色只有斯波克（由伦纳德·尼莫伊（Leonard Nimoy）饰演）仍然出现在第二个试播章节里，原始的航员也只有2位（玛婕尔·巴雷特（Majel Barrett）和尼莫伊）有在之后的系列电视剧里出现。值得注意的是，原先星舰上的女性大副角色在第二个试播章节里也换成由男性来担任。虽然第一个试播章节从未以原先的版本公开播映过（《原初系列》的电视剧DVD里面才公开发行），制作小组很聪明地在之后的某一集里“回收利用”了它的许多片段。
在第二个试播章节里，几乎所有的主要角色（以及扮演他们的演员们）加入了这个系列电视剧中，包括寇克舰长（Kirk，由威廉·夏特纳（William Shatner）饰演）；总工程师斯科特少校（Scott，由詹姆斯·杜汉（James Doohan）饰演）；以及在这一集是舰上的植物学家，之后变成舵手的苏鲁少尉（Sulu，由乔治·武井（George Takei）饰演）。在这一集还没有出现的是总医官麦考依医生（McCoy，由德福雷斯特·凯利（DeForest Kelley）饰演），而是由派普（Dr. Piper）医生代替。以及通讯官乌苏拉（Uhura，由尼切尔·尼科尔斯（Nichelle Nichols）饰演）。罗登贝瑞在电视剧里加入苏鲁（和之后的乌苏拉）是一项大胆的尝试，因为当时美国电视节目本质上是很保守的（以及许多美国社会里根深蒂固的种族主义）。
无庸置疑地，武井和尼科尔斯是第一个来自他们各自的种族背景（尼科尔斯是非裔美国人，而武井是日裔美国人）的演员，在电视剧里担任常态出现的角色，而且角色的描写不是过去那种下等种族的刻板印象。另一个值得注意的是，尼科尔斯的角色也是美国电视节目里第一个拥有高级职位，并且跟她的男性同事平起平坐的女性角色。的确，据尼科尔斯说，她在电视剧里的演出被认为是非裔美国人传略里的一项重要的进步，所以当她告诉马丁路德·金恩她考虑离开电视剧时，他力劝她留下。
系列电视剧里星舰生活里的许多方面是以大航海时代里的英国皇家海军做为蓝本。罗登贝瑞本来打算将克里斯多夫·派克（第一个试播章节里的舰长）塑造成类似小说里霍雷肖·霍恩布洛尔（Horatio Hornblower）舰长的角色。角色之间存在着一定程度的拘谨；系列电视剧剧本作者指南指出，在紧急状况突然发生时，不应该有美丽的航员冲进舰长的怀里，然后一起等待毁灭的命运到来。“企业号”是星际舰队里面数以千计的星舰之一，星际舰队隶属于星际联邦，而星际联邦是由150以上个星球成员所组成。
斯波克和麦考依医生是舰长的两位密友，这反映了19世纪的现实情况，在当时船长常常会考虑指挥系统之外阶级相近者的建议。与传统海军真实情况的连结还反映在一些小细节，比方说当船长到达舰桥时会听到3个音调的“水手长的哨声”；以及在作战的时候，船和船之间是相对静止的，彼此之间隔着一段距离发炮。跟《星际大战》的世界不一样的是，并没有从现代海战中的航空母舰作战方式获得启发；在原初系列里面看不到小型战斗机。后来在《下一代》时期的电影《起义》里有一艘战斗机短暂地出现。
罗登贝瑞的制作团队里面有2个关键成员，一个是艺术指导马特·杰佛瑞斯（Matt Jeffries）和服装设计威廉·瓦·西斯（William Ware Theiss）；杰佛瑞斯是企业号的设计者，他的贡献非常重大，所以他的名字也成为星舰设计的一部分而永垂不朽。就是所谓的杰佛瑞斯管道，每一艘联邦星舰的设计上都会有这个部分。西斯创造了企业号的制服，以及为每个女性客串角色们设计美丽性感的戏服。之前为迪士尼工作的艺术与雕刻家张瓦（Wah Chang），也受雇设计制作小道具；他创造了翻盖式通讯器，三录仪（tricorder，“感知—纪录—计算”三种用途），以及从杰佛瑞斯的原始设计改进而成的光线枪。
在创造《原初系列》的外观方面，罗登贝瑞和他的团队花了可观的心力再建立一个充分被环绕和可信度高的未来世界。这个未来世界充满着太空旅行与高科技，不但在视觉上令人惊艳，同时在意义上又颇能前后一致。电视剧里给观众带来许多新观念，同时也将屏幕上的科幻作品的叙述方式推向一个新的境界。例如：曲速引擎、物质传送、无线手持通讯设备与扫瞄仪、指向性能源武器、桌上型电脑终端机、雷射外科手术、以及电脑语音合成等等。虽然这些概念在之前许多科幻文学和电影里就有出现过，不过它们并没有以如此具有说服力的方式完整地整合在一起。即便是舰上的自动门在1966年的时候还是一件相当新颖的事，这也使得《原初系列》被认为有功于启发后续真实生活里自动门的研发，进而造成现今自动门处处可见的结果。
罗登贝瑞在避免陈旧的设计以及原始的特效（如同早期的科幻电影和电视系列剧）这方面是特别敏锐的。而《原初系列》在当时最著名的地方是有着极为真实的视觉效果。他在对杰佛瑞斯关于太空船（也就是现在的星舰“企业号”）设计的简报，简单地说就是要避免所有过去太空旅行的陈腔滥调——没有火箭、翅膀、喷射废气或是尾烟轨迹等等。不过杰佛瑞斯还是得跟罗登贝瑞争辩说太空船的外壳设计还是越简单越好。
杰佛瑞斯的星舰概念历经数百次的变动，以及一段冗长的讨论过程之后，才变成最终的“碟子和筷子”的设计，这也是随后所有星际迷航太空船的设计模版。杰佛瑞斯也开发了“企业号”舰桥（原始设计者是帕托·卡兹曼（Pato Guzman））的主要部分，并且将他在第二次世界大战担任空军飞行员的实际经验，以及他对于飞机设计的知识融合在一起，设计出一个时髦、功能性、符合人体功学的舰桥设计。
《原初系列》以及之后系列电视剧里的角色，构成了一个多样性的多民族团体。罗登贝瑞的意图是说明人类的未来进入了一个更为启发的时期，在那个时候人们共同努力，不再被国界所区分。
跟《星际大战》一样，《原初系列》著名的一点是让它的演员们从鲜为人知变成明星。凯利曾在许多电影和电视节目中出现，但多是小角色。夏特纳和尼莫伊先前也有电视和电影的经验，但都不是很有名（虽然夏特纳曾在经典作品《阴阳魔界》（Twilight Zone）的一集“两万呎惊魂”（Terror at 20,000 Feet）演出一个令人难忘的角色，一个惊恐的飞机乘客）。《原初系列》的演员阵容相对于它的对手《太空迷航》而言显得差了一大截，后者有许多有名的演员参加演出，包括《蒙面侠苏洛》的演员盖·威廉斯（Guy Williams），以及当时美国数一数二的年轻演员比尔·莫米（Bill Mumy）。
在《原初系列》里面的三个主角分别是詹姆斯·泰比里厄斯·寇克舰长、伦纳德·麦科伊医生（寇克都叫他“老骨头”（Bones））以及科学官斯波克。这三人成为一个坚强的团队，彼此之间的对手戏演得精彩，角色的特质也普遍受到观众的欢迎：寇克多情且机智勇敢、斯波克冷静且讲求逻辑、麦科伊善于嘲讽且真实说出他的想法等等。
一半人类一半瓦肯人血统的斯波克，拥有超越人类的智能和力量，这个角色很明显地是参考福尔摩斯。身为原始演员阵容里唯一的非人类角色，这个角色本来的用意是要成为一个冷静的观察者，用来更加看清楚人类的能力和缺点。斯波克这个角色最初被电视网高层否决了，原因是他们认为他的外表隐约地跟“撒但”相近（尖尖的耳朵和眼角），可能会让某些观众觉得心烦。事实上，罗登贝瑞发现电视网在将宣传资料送到南方较为保守的州会员的手上之前，有先将照片里斯波克的耳朵和眼角修饰过。但是斯波克逐渐地变成电视剧里最受欢迎的角色之一，他的角色平静与冷漠，相对于麦科伊医生的热情乡下医生般的个人特质，两人间的针锋相对也成为影迷间所津津乐道。许多女性星舰迷也觉得斯波克的外表对她们有着强大的吸引力，原因是因为她们幻想隐藏在他冷静的瓦肯人外表之下所带出的人类面的丰富情感。
电视剧的制播是在冷战期间，并且它的剧情偶尔会影射这个时期。《原初系列》偶尔会演到跟其他先进太空文明种族的遭遇，包括克林贡人与罗慕伦人等等，他们都同时与星际联邦进行各自的“冷战”。然而，历史上的冷战在电视剧当中被清楚地刻画为过去的一部分，许多人类角色的名字是俄式姓名。
《原初系列》许多集的情节都有牵涉到企业号遭遇到远胜于它和它的航员的力量的故事。这些“力量”有着许多不同的面貌：有着强大精神力的先进外星种族、凶恶的外星机器、有一次还遇到一个“神”。有时候某个航员会在某个不寻常的事故里得到神一般的力量，最后也总是给他们自己或是其他航员带来毁灭。对自动化采取谨慎的态度获得了胜利。在许多集里，寇克舰长还从专横的电脑手里解救外星文化。
许多这种类型的情况解决的方式是，当这个力量前来奴役或是摧毁星舰和航员的时候，由寇克挺身而出。他通常采用的战略是以机智胜过对手，并且慷慨陈词来恳求人性的价值。许多集通常结束的时候是以一段简短的寓意做为总结，并带有一丝丝的幽默。
在剧本写作方面，《原初系列》另一个著名的地方是第一个聘用当代具有引领地位的科幻作家，例如哈冷·爱利森（Harlan Ellison）），以及已有地位的电视剧作家来撰写剧本的科幻电视系列剧。系列电视剧剧本编辑桃乐丝·方塔那（Dorothy C. Fontana，原先是罗登贝瑞的秘书）也是《原初系列》之所以成功的另一个要角——她编辑了大部分集数的剧本，也写了约十几集的剧本，不过她的贡献在当时被大大地轻视了。她继续为《下一代》第一季撰写了几集的剧本，不过她在第二季开始前离开了，后来也对新电视剧的方向、罗登贝瑞对电视剧的支配、以及他把电视剧成功的功劳全部归于自己的这几点多所批评。
《原初系列》较杰出的几集包括：“兽笼”（The Menagerie，唯一分成上下集的章节，由罗登贝瑞亲自编剧，并且使用了当初未播映的试播章节“牢笼”（The Cage）的部分影片）、“The Trouble with Tribbles”（由戴维·杰洛德（David Gerrold）编剧）、“永恒边界之城”（The City on the Edge of Forever，编剧哈冷·爱利森（Harlan Ellison））、“黑暗中的恶魔”（The Devil in the Dark，编剧吉恩·康（Gene L. Coon））、以及“恐怖平衡”（Balance of Terror，编剧保罗·施耐德（Paul Schneider））等等。虽然《原初系列》大多数章节都具有独立性，不过整个系列电视剧里还是有几个著名的主题。可以说，最重要的是探索1960年代美国的几个主要议题，像是性别歧视、种族主义、民族主义、和全球性战争等等。罗登贝瑞相信，给予新的观点，群众们在他们自己的生活里看待这些议题的方式也会大大地不同。但是有些评论家指控他为左派宣传。
举例来说，某几集的《原初系列》，例如“苹果”（The Apple）以及“执政官回归”（The Return of the Archons），既微妙又清楚地显示出反宗教的题材。而另外几集例如“面包和马戏团”（Bread and Circuses）和“奥米加荣耀”（The Omega Glory）则是更公开地赞扬宗教与爱国的题材，不过某些人认为，像这些普遍被认为剧本差和不可置信地烂的几集，不过是罗登贝瑞试着迎合传统、主流美国意识，以免遭到审查。然而，重要的是要记得电视网的干涉，大到包括剧本和影片的全面审查，在1960年代是一种常态。而《原初系列》也遭受了一定程度的窜改。许多剧本在NBC审查过后必须再修订。根据一本关于这个电视剧的书中提到，在“捕人陷阱”（The Man Trap）这一集里的“盐吸血鬼”怪兽的血盆大口其实是一个内部笑话，用来讽刺电视网审查员坚持减掉张嘴亲吻的恋爱场景的习惯。
《原初系列》另一个知名的地方是它的幽默感，像是斯波克和麦考依好友间针锋相对的斗嘴。有几集例如“The Trouble with Tribbles”、“I, Mudd”、以及“A Piece of the Action”等等均是以喜剧的方式来编写剧本和拍摄的。这份幽默在后续的电视剧和电影里稍微减轻了一些，不过在电影《抢救未来》里又大肆运用。
有几集成为美国文化里谚语的来源，这完全是意料之外的结果。也许最佳的例子是“柏拉图的继子女”（Plato's Stepchildren）这一集，斯波克的心智遭到控制（经由类似心灵传动的过程）。控制他的行星居民不知什么原因选择了古希腊作为榜样。在他们的控制之下，斯波克边弹着竖琴边唱着一首歌，歌里有“苦涩残渣”（bitter dregs）这个词。结果，当某个美国球队在某个球季表现得格外地差时，球迷们建议（例如用写信给他们当地报纸体育专栏的编辑，或是打电话到广播电台体育谈话节目等的方式）球队应该将他们今年的年度焦点影片命名为“柏拉图的继子女”，因为这个球队已经变成联盟里的“苦涩残渣”。
电视剧的主题歌是由亚历山大·克利基（Alexander Courage）所作曲，虽然有搭配歌词，但是从来没用过。这份歌词曾经刊载在由史蒂芬·怀特菲尔德（Steven E. Whitfield）所撰，1968年出版的《The Making of Star Trek》一书中：
Beyond the rim of the starlightMy love is wandering in starflightI know he'll find in star clustered reachesLove strange, love a star woman teachesI know his journey ends neverHis star trek will go on foreverBut tell him while he wanders his starry seaRemember, remember me.贺伯·搜洛（Herb Solow）与罗伯特·贾特曼（Robert Justman）在他们1996年写的书中《Inside Star Trek: The Real Story》提到，吉恩·罗登贝瑞没有告诉作曲者亚历山大·克利基，私底下写了这段歌词，而且也没有打算要让它们跟曲一起唱，以便让他得到歌曲表演版税的50%。（这个惯例并不是新创的，在音乐出版事业里蛮常见的，不过有些人认为这个有道德上的疑虑。）虽然主题曲的一些录音版本有搭配歌词，但是许多人指出，歌词跟旋律不搭，而且不好唱。
2017年即将播出的新剧集，试播集将会以不同方式推出，届时将在CBS电视网以及其流媒体服务同时直播。
2016年就是“星际迷航”诞生的五十周年了，CBS电视网负责人之一David Stapf表示：“五十周年后给星际迷航粉丝一个全新剧集作为礼物，没什么比这再好的主意了。我们CBS能打造这部备受人喜爱系列的剧集是非常棒的事情，而且我们还能与艾里克斯·库兹曼联手，他特别懂星际迷航这个世界，也了解粉丝 。”
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