Глубоко под поверхностью неизвестной планеты расположился мир шахты — лабиринт тёмных тоннелей, где поколения людей в невежестве добывают для повелителя Зайгона драгоценные рубидимитовые кристаллы. Их жизнь — это бесконечный труд под взглядом безжалостных роботов-надсмотрщиков, а мифы о солнечном свете считают лишь бредом. Среди этих угнетённых шахтёров выделяется молодой и любопытный Орин.
Фильм продолжает напряжённую сагу о «Энтерпрайзе» после событий «Звёздного пути 2: Гнев Хана». Для капитана Джеймса Керка победа над Ханом и чудо создания планеты Генезис омрачена невосполнимой потерей — командир Спок погиб, жертвуя собой ради спасения корабля. Ещё одна страшная потеря угрожает: врач Мак-Кой, заражённый эффектом Генезис, теряет рассудок и становится живым сосудом для кадров Спока.