Im Jahr 1997 leidet die Erde unter einer massiven Überbevölkerung. Professor John Robinson, seine Frau Maureen, ihre Kinder (Judy, Penny und Will) und Major Don West werden auserwählt, zum dritten Planeten im Alpha-Centauri-Sternensystem zu reisen, um dort eine Kolonie zu gründen, damit sich andere Erdbewohner dort niederlassen können. Sie sollen mit einem Schiff, das auf den Namen Jupiter 2 getauft wurde, dorthin reisen. Doch Doktor Zachary Smith, ein Agent einer feindlichen Regierung, wird geschickt, um die Mission zu sabotieren. Es gelingt ihm, den Schiffsroboter umzuprogrammieren, doch dabei wird er auf dem Schiff gefangen, und wegen seines Übergewichts sind das Schiff und alle an Bord hoffnungslos verloren, und es wird zu einem Kampf ums Überleben, während die Besatzung versucht, den Weg zurück nach Hause zu finden.