科克船長（克裡斯·派恩飾）帶領企業號繼續踏上宇宙探索的旅程，他向老骨頭（卡爾·厄本飾）講述了自己對於船長身份的憂慮，而在他與最好的朋友史波克（扎克瑞·昆圖飾）互訴衷腸前，他們又接到了一個緊急救援的任務。而神秘敵人剋勞（伊德瑞斯·艾爾巴飾）開始攻擊企業號，而倖存的企業號成員也分散至一個行星上求生。
老骨頭、史波克、科克、契訶夫（安東·尤金飾）、烏胡拉（佐伊·索爾達娜飾）、蘇魯（約翰·趙飾）等船員再次團結起來，為生存作戰。但在斯科特（西蒙·佩吉飾）遇見了婕拉（索菲亞·寶特拉飾）之後，他們找到了能夠徵集所有船員並且逃離那座星球的方法。需要在卡爾毀掉星際艦隊之前成功阻止他 。
影片中的太空動作場面拍出了「速激」的飆車感，浩渺宇宙、搖滾滅蜂群不乏視覺震撼，約克城的奇觀也很到位。在節奏上，沒有不拖泥帶水。柯克和史波克的情愫，史波克與烏胡拉的愛情，隊員之間的玩笑，這些戲的任務明確直接，以情動人、奉獻笑料、調節節奏。至於科幻，遠距傳輸、鏡面反射、曲速前行這些元素。
影片雖然情節看似標準的太空大片，但是電影成功地避免了大片續集病，不僅走腎上腺素，而且走心。更難能可貴的是，電影深度挖掘了角色們的內心世界。意氣風發的柯克艦長開始對自己的未來感到迷茫；劉海和邏輯一樣無懈可擊的斯波克大副則開始感到自己人性的牽引；甚至看到了蘇魯不為人知的家庭生活，雖然在大銀幕上的時間轉瞬即逝，但這些與角色典型性格有所出入的情緒和行為，使進取號的船員們紛紛鮮活立體了起來。
影片對比製作草率的前作有了明顯的進步，在成片質量和主演間合作流暢度等方面媲美09年的重啟系列首部作品。影片一直都保持其娛樂性，持續不斷地呈現俏皮段子，打鬥戲和爆炸場面和令人驚訝的追逐戲與視效場景。《星際迷航3》為這個系列來帶來了一次讓人驕傲的新篇章，而這也會讓已逝的迷航創造者吉恩·羅登貝瑞感到欣慰。
它雖然沒有大膽突破以往迷航電影已經抵達過的地方，但這一次，它的整段旅程像曲速一樣快，並且充滿著讓人耳目一新的想法。《星際迷航3》是林詣彬導演以延伸的方法，甚至打破物理學原理，這從他之前的《速度與激情》系列電影裡就可以看出。J·J·艾布拉姆斯對於數字特效場面和原始電影拍攝方式的融合非常挑剔。 可以說林詣彬在視覺效果上的粗曠奔放的特點很好地滿足了J·J·艾布拉姆斯的要求並讓人耳目一新，林詣彬再一次證明了自己是一位電影全局把控的能手。
該片看起來很像是《星際迷航：原初》系列的某個篇章，因為它高度具有《原初》系列大膽探索的精神內核和進取精神。《星際迷航3》儘管威脅不到1982年的《可汗之怒》，但它極高的娛樂性，無疑為該系列注入了賴以持續下去的生命活力。
《星際迷航3：超越星辰》的視效讓人激動不已，片中的約克城，為大家呈現出一個完全的太空之城，那些匪夷所思的交通工具，充滿未來感的建築，面無表情又井然有序的居民，繁榮卻冷冰冰的後現代感，是讓我們既期待又擔心的未來時代，但這都無所謂，只要團結和奮鬥的精神在，就不怕遇到任何艱難困阻。
無論是來自自身的，還是來自身邊的，甚至來自宇宙深處的，這一次進取號的太空大營救，儘管遭遇了鋪天蓋地的「蜂群」的襲擊，流散在異星的各處，但共同的戰鬥理想，一心的抗擊理念，終於讓他們置身於死地而後生，完成了這次幾乎不可能的任務，在墜落異星，飛船報廢之後，又能駕乘古舊飛船「東山再起」，並參與了約克城的保衛戰，簡直是最具勵志力量的範本。 更為難能可貴的是，影片所傳遞出來的「不拋棄、不放棄」、「為了團隊不惜犧牲自己」的團隊精神也非常的感染人、鼓舞人。越是遭遇危機，越要信任隊友！越是面對挑戰，越要團隊配合！越是身處絕境，越要勇敢面對，並且滿懷希望！就如同片中大副斯波克所說：「最神奇的不是藥物而是希望」
其實從古至今，我們從未停止過對未知世界的探索，包括遙遠的外太空，也包括近在咫尺的人類自己，但總有太多的未可知，讓人困惑。外太空的暗黑與神秘，總是充滿著致命的誘惑，一如《星際迷航》系列所展開的太空探索行動，在這部《星際迷航3：超越星辰》中，同樣是基於對未知世界的感知，即便未來的科技，已經足夠發達，卻仍然發現，我們之於太空，之於我們自己，同樣的缺乏了解，或許這樣一直籠罩的黑暗，給人類帶來了太多的困惑，所以本片以「燃」的特質，照亮黑暗，驅趕邪惡，打開心燈，指引迷途，看似科幻大片，更是有著許多的禪意，無論古今，還是中外，甚至是遙遠的太空，一個人的能力無比渺小，團隊的力量才能戰勝一切。