A Terra tornou-se um planeta cada vez mais inabitável e um grupo de colonos - que inclui Will, as suas duas irmãs adolescentes, Judy e Penny, e os pais, Maureen e John -está trinta anos no futuro a atravessar a galáxia para fundar um novo lar. Mas, quando a nave onde viajam é atacada, os Robinsons ficam perdidos num planeta alienígena, onde terão de se debater com problemas técnicos desastrosos, um ambiente hostil e personagens perigosos para poderem sair desse mundo e chegar à sua colónia.
Um dia, enquanto Will explora um complexo de grutas remoto acompanhado pelo seu Robô, descobre um estranho portal que lhe permite regressar à Terra, a um tempo anterior ao da partida da família Robinson na sua missão. Ao perceber que o portal pode ser uma via de fuga aquele planeta e um caminho para o seu novo lar, Will, Judy e Penny decidem investigar. Mas as ações da sua irmã Penny têm graves consequências e desencadeiam uma série de acontecimentos que não só mudam a realidade de todos, como também ameaçam a própria existência do grupo.
Com os seres que criaram o portal no seu encalço, Will terá de arranjar uma maneira de corrigir os erros do passado para salvar o futuro da família Robinson.