Star Trek esordì negli Stati Uniti, paese di produzione, l'8 settembre 1966 (58 anni fa) sul canale televisivo NBC, sebbene la prima puntata fosse già stata trasmessa due giorni prima, il 6 settembre, dal network canadese CTV. Trasmessa per tre stagioni televisive successive, si concluse, dopo 79 episodi, il 3 giugno 1969. Fu una delle poche serie americane che ha avuto due episodi pilota, Lo zoo di Talos (The Cage) e Oltre la galassia (Where No Man Has Gone Before).
Girata con un budget limitato, ebbe tra i suoi sceneggiatori alcuni scrittori divenuti celebri, tra i quali Theodore Sturgeon, Robert Bloch e Richard Matheson. Grazie alla filosofia e alle intuizioni del suo produttore Gene Roddenberry, si presentava estremamente moderna e innovativa nei contenuti, da un punto di vista sociale e tecnologico.
La serie non riscosse subito un grande successo di pubblico: solo in seguito, anche grazie alla passione dei fan, divenne un "cult" e un fenomeno di costume, oggetto (assieme alle serie successive) del fandom più esteso a livello mondiale che si conosca.
Per distinguerla dalla serie televisiva animata del 1973 e dalla prima pellicola cinematografica del 1979, che presentano il medesimo titolo, in Italia viene indicata con Star Trek - La serie classica o Star Trek - La serie originale, oppure con la sigla ST:TOS o TOS (da Star Trek: The Original Series, il nome con cui viene indicata nei Paesi di lingua inglese sempre per distinguerla dalle altre opere con il medesimo titolo).