En 1997, alors que la Terre est surpeuplée, la famille Robinson est envoyée dans l'espace à bord du Jupiter II pour fonder une colonie dans le système Alpha Cenaturi. Mais le docteur Zachary Smith sabote le robot du vaisseau en lui donnant l'ordre de détruire les Robinson pendant le trajet. Par un concours de circonstances, Smith se retrouve prisonnier du Jupiter II. Le robot s'active comme prévu, mais la famille arrive à le stopper. Ils se retrouvent alors perdus dans l'espace.