Gene Roddenberry, créateur de la série, était un ancien policier et un ancien pilote américain durant la deuxième guerre mondiale. Divers auteurs de science-fiction viendront collaborer ponctuellement, ce qui donnera au final des épisodes très variés et inégaux en qualité. Les meilleurs tendent nettement vers un discours philosophique, sociologique ou critique, particulièrement Arena, Au-delà du Far West, Le dilemme, L'impasse ou encore Les arbitres du cosmos.
Menacée d'être annulée après deux saisons, la série fut prolongée pendant un an sous la pression du public. Elle a donné lieu à un vaste engouement, avec création de nombreux fanzines, commercialisation d'une foule de produits dérivés et organisation annuelle de rassemblements des Trekkies.
L'équipage, multiracial (une première pour l'époque), comporte également la figure devenue légendaire de M. Spock, un humanoïde venu de la planète Vulcain avec ses fameuses oreilles en pointe. Il se voit doté d'un esprit logique intangible, ainsi que de discrets superpouvoirs comme la transmission de pensée par contact.
N'ayant été acquise par aucune chaîne en France à l'époque, cette série américaine fut doublée en français au Québec à partir de 1969 par la firme québécoise Sonolab de Montréal. Les textes en français étaient une adaptation faite par Michel Collet et par Régis Dubos qui prêtait également sa voix à M. Spock. Au Québec, cette série est connue sous le nom de Patrouille du cosmos. En France, diffusée seulement à partir de 1982 (3 ans après la sortie dans les salles du premier film), elle est connue sous son nom original Star Trek et, fait rare, est toujours diffusée avec le doublage québécois.
Détail particulier, bien que le seul doublage français de cette série ait été réalisé au Québec, on ne retrouve aucune piste sonore française sur les DVD originaux de Star Trek disponibles au Québec. En France, les DVD reprennent le doublage québécois. Les doublages en français originaux de certains épisodes n'ont toutefois pas tous survécu dans leur intégralité. La version française originale québécoise de certains épisodes, en particulier l'épisode "La Pomme", n'est pas complète. Certains passages ont dû être redoublés en France par d'autres comédiens afin d'obtenir une version française intégrale en vue de la sortie DVD. Ces doublages français sont maintenant disponibles au Québec avec la sortie des épisodes contenant les effets spéciaux refaits pas ordinateur (version diffusée aux États-Unis à partir du 16 septembre 2006). Il s'agit ici d'une sorte "d'édition spéciale" qui ne modifie pas l'histoire (contrairement à celle, souvent contestée, de La Guerre des étoiles). Une restauration complète a également été réalisée afin de permettre une diffusion en haute définition.
Anecdote
L'accroche est lue en français par Daniel Roussel pour les 39 premiers épisodes sauf l'épisode Ils étaient des millions (sixième épisode produit) dans laquelle elle est lue par Yvon Thiboutot. M. Thiboutot est la voix en français du capitaine Kirk dans tous les épisodes de la série sauf Où l'homme dépasse l'homme où Kirk a été doublé par Hubert Noël. Yvon Thiboutot fait la lecture de cette narration pour les 40 derniers épisodes de la série. L'épisode Où l'homme dépasse l'homme n'a pas de narration lors de son générique...