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 rebellion sauvage, il ne reste qu'un seul espoir à l'humanite: colloniser Alpah Prime, la planete habitable la plus proche de notre systeme solaire, a dix annees-lumiere. L'eminent scientifique John Robinson est designe pour mener a bien une mission de reconnaissance. Il decide d'emmener avec lui toute sa famille. Il ignore que le docteur Zachary Smith, a la solde de la rebellion, s'est indroduit dans ''Jupiter II'', leur vaisseau spatial.