カーク提督たちはジェネシス装置をめぐるクリンゴン人との戦闘でエンタープライズ号を自爆に追いやられたが、逆にクリンゴンのバード・オブ・プレイを分捕り、スポックの故郷であるバルカン星に滞在していた。バルカンに伝わる儀式で魂と肉体を再結合させ、記憶を取り戻したスポックには自分たちの人生を犠牲にしてまでスポックを救ったクルーたち人間の行為が理解できない。彼らは分捕ったクリンゴンの船に「バウンティ号」と名付け、エンタープライズ号を勝手に動かした罪で軍法会議を受ける覚悟で帰国することにした。
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その頃地球には謎の探査船が接近していた。あまりにも強力な謎の電波を発しているため、地球の大気はイオン化されすべてのシステムが停止してしまった。滅亡寸前の地球から近づくなという警告を受けたカーク提督らクルーたちは、探査船の目的がザトウクジラであることを突き止める。探査船を送ってきた宇宙人は、太古よりザトウクジラと交信していた。その交信が途絶えたため、ザトウクジラたちを案じてやってきたのだ。しかしそのザトウクジラは、21世紀にすでに絶滅してしまっていた。エンタープライズのクルー達は、23世紀の地球を救うため20世紀末の地球に行き絶滅前のザトウクジラを連れ帰るためにタイムワープを敢行する……
みどころ
エンタープライズ号がほとんど登場せず、クルーたちが宇宙ではなく20世紀の地球で活躍する異色のストーリー。20世紀と23世紀の人間のジェネレーションギャップや、原子力空母エンタープライズが舞台になるなど番外編的な面白さを持っている。それを意識してかオリジナルのタイトルもVOYAGE HOMEの下に小さくStar Trek IVとなっていた。米国では公開されてからシリーズ最高のヒットとなり自然保護への関心等、社会現象を巻き起こした作品となった。
トリビア
1986年に起こったチャレンジャー号爆発事故で亡くなったクルーを顕彰する言葉がタイトルの前に現れる。
劇中でCVN-65が登場するシーンがあるが、撮影許可が下りていたにもかかわらず、急遽作戦行動に入ってしまったため実際には使われていない。実際に使用されたのはレンジャー (CV-61)であった。
上記シーンの前にウフーラとチェコフが海軍施設への道を聞くシーンがあるが、「サウサリートへ行け」と言った女性は一般人であり、同シーンに登場している白バイ警察官も本職の警察官である。
捕鯨反対のプロパガンダ映画とも取れる内容であるが、劇中、カーク一行が捕鯨を妨害する漁船は日本の船ではなく、ノルウェーなどの日本以外では当時数少ない商業捕鯨推進国の船を想定した沿岸捕鯨船である。ヒロイン役のキャサリン・ヒックスは「劇中の船がもし日本の捕鯨船だったなら、日本人のインタビューには答えない」と劇場パンフレットの中で語っている。
なお、実際にはザトウクジラは1960年代に商業捕鯨が禁止されている。
Dr.マッコイは、最新の医療機器を信用せず、医者としての勘を優先するキャラクター設定だったはずなのに、本作では過去の世界で人工透析患者の存在に「こんな遅れた治療を！」と驚いて、持参の薬剤で呆気なく治してしまう場面がある。もっとも、マッコイはこれ以前にTVシリーズで過去（20世紀）に行った時に開腹手術などを指して「人間を布のように切ったり貼ったりする」「悲劇だ」とまで言っているので、それだけ20世紀の医療は遅れているということなのかもしれない。