En 2058, l'Humanité est proche de sa fin, par manque de ressources. La famille Robinson est donc envoyée dans l'espace, dans le vaisseau Jupiter 2, pour procéder à la construction d'un anneau orbital à proximité de la planète Alpha Prime afin de lancer la colonisation de celle-ci. Mais le Dr Smith, membre d'une secte qui veut faire échouer le projet, a réussi à pénétrer dans le vaisseau avant son départ et à saboter le robot responsable de la sécurité de la famille. Ce sabotage conduit le vaisseau à s'écarter de sa trajectoire et celui-ci se perd dans un espace et un temps inconnus, le saut non contrôlé en hyperespace ayant propulsé Jupiter 2 dans le futur.