為了跟其他續篇有所區分，西方壹般都稱呼它為Star Trek: The Original Series（星際迷航：原始系列），縮寫為ST:TOS或是TOS。請參考星際迷航以查看更壹般性的概述。 在1964年的時候，羅登貝瑞的《原初系列》概念讓他獲得了壹份來自德西路（Desilu）公司3年的研發合約。德西路是壹間具領導地位的獨立電視制作公司，由喜劇演員路西爾·包（Lucille Ball）以及德西·阿南茲（Desi Arnaz）所***同創立。羅登貝瑞以壹個類似“星際篷車隊”形式的電視劇來向幾個大電視網推銷它，描述它像是壹部西部片（例如：《篷車隊》（]Wagon Traini]）和《槍煙》（]Gunsmokei]）這兩部）的未來版，在當時西部片在電視上很流行。在羅登貝瑞原始的構想裏，主角是星艦“約克號”上的羅伯特·艾波（Robert April）艦長。不過這個角色最後卻變成了克裏斯多夫·派克（Christopher Pike）艦長。第壹個試播章節“牢籠”（]The Cagei]）在1964年制播完成。羅登貝瑞的許多概念在當時是相當先進的。在他的想像裏，星艦的航員組成是多種族、多物種的，因為根據他的假設，在23世紀是沒有種族歧視的——而這個作法在當時是頗具爭議性的，因為那個時候在美國還有很多地區仍然嚴格地實施種族隔離政策。他也加入了其他外星物種擔任重要角色，例如斯波克（Spock）是壹半人類、壹半外星人血統。 其他《原初系列》的創新特點還包括關於基本生產問題的聰明解法。關於超光速曲速引擎的想法在科幻界並不是壹個新的概念，不過它提供給劇本創作者壹個有效的敘事裝置，讓企業號可以在廣大的太空中迅速地旅行。讓行員們可以迅速地從甲地“傳送”到乙地的物質傳送器簡潔地解決了如何將角色於場景間迅速移動的問題，因為制作小組不久後發現為每壹集拍攝壹段太空船降落過程太昂貴而被禁止。
《原初系列》的試播章節壹開始是提供給哥倫比亞廣播公司（CBS）電視網，但是他們回絕了，改而選擇較為主流的艾文·亞倫制作的《太空迷航》（Lost In Space）。接著《原初系列》被拿到了全國廣播公司（NBC），壹開始NBC也是回絕，認為它太花腦筋而且缺乏動作場景。然而NBC高層對於這個概念留下深刻的印象，並做出了極為不尋常的決定，希望能夠拍攝第二個試播章節——“前人未至之境”（Where No Man Has Gone Before）。原先第壹個試播章節裏的角色只有斯波克（由倫納德·尼莫伊（Leonard Nimoy）飾演）仍然出現在第二個試播章節裏，原始的航員也只有2位（瑪婕爾·巴雷特（Majel Barrett）和尼莫伊）有在之後的系列電視劇裏出現。值得註意的是，原先星艦上的女性大副角色在第二個試播章節裏也換成由男性來擔任。雖然第壹個試播章節從未以原先的版本公開播映過（《原初系列》的電視劇DVD裏面才公開發行），制作小組很聰明地在之後的某壹集裏“回收利用”了它的許多片段。
在第二個試播章節裏，幾乎所有的主要角色（以及扮演他們的演員們）加入了這個系列電視劇中，包括寇克艦長（Kirk，由威廉·夏特納（William Shatner）飾演）；總工程師斯科特少校（Scott，由詹姆斯·杜漢（James Doohan）飾演）；以及在這壹集是艦上的植物學家，之後變成舵手的蘇魯少尉（Sulu，由喬治·武井（George Takei）飾演）。在這壹集還沒有出現的是總醫官麥考依醫生（McCoy，由德福雷斯特·凱利（DeForest Kelley）飾演），而是由派普（Dr. Piper）醫生代替。以及通訊官烏蘇拉（Uhura，由尼切爾·尼科爾斯（Nichelle Nichols）飾演）。羅登貝瑞在電視劇裏加入蘇魯（和之後的烏蘇拉）是壹項大膽的嘗試，因為當時美國電視節目本質上是很保守的（以及許多美國社會裏根深蒂固的種族主義）。
無庸置疑地，武井和尼科爾斯是第壹個來自他們各自的種族背景（尼科爾斯是非裔美國人，而武井是日裔美國人）的演員，在電視劇裏擔任常態出現的角色，而且角色的描寫不是過去那種下等種族的刻板印象。另壹個值得註意的是，尼科爾斯的角色也是美國電視節目裏第壹個擁有高級職位，並且跟她的男性同事平起平坐的女性角色。的確，據尼科爾斯說，她在電視劇裏的演出被認為是非裔美國人傳略裏的壹項重要的進步，所以當她告訴馬丁路德·金恩她考慮離開電視劇時，他力勸她留下。
系列電視劇裏星艦生活裏的許多方面是以大航海時代裏的英國皇家海軍做為藍本。羅登貝瑞本來打算將克裏斯多夫·派克（第壹個試播章節裏的艦長）塑造成類似小說裏霍雷肖·霍恩布洛爾（Horatio Hornblower）艦長的角色。角色之間存在著壹定程度的拘謹；系列電視劇劇本作者指南指出，在緊急狀況突然發生時，不應該有美麗的航員沖進艦長的懷裏，然後壹起等待毀滅的命運到來。“企業號”是星際艦隊裏面數以千計的星艦之壹，星際艦隊隸屬於星際聯邦，而星際聯邦是由150以上個星球成員所組成。
斯波克和麥考依醫生是艦長的兩位密友，這反映了19世紀的現實情況，在當時船長常常會考慮指揮系統之外階級相近者的建議。與傳統海軍真實情況的連結還反映在壹些小細節，比方說當船長到達艦橋時會聽到3個音調的“水手長的哨聲”；以及在作戰的時候，船和船之間是相對靜止的，彼此之間隔著壹段距離發炮。跟《星際大戰》的世界不壹樣的是，並沒有從現代海戰中的航空母艦作戰方式獲得啟發；在原初系列裏面看不到小型戰鬥機。後來在《下壹代》時期的電影《起義》裏有壹艘戰鬥機短暫地出現。
羅登貝瑞的制作團隊裏面有2個關鍵成員，壹個是藝術指導馬特·傑佛瑞斯（Matt Jeffries）和服裝設計威廉·瓦·西斯（William Ware Theiss）；傑佛瑞斯是企業號的設計者，他的貢獻非常重大，所以他的名字也成為星艦設計的壹部分而永垂不朽。就是所謂的傑佛瑞斯管道，每壹艘聯邦星艦的設計上都會有這個部分。西斯創造了企業號的制服，以及為每個女性客串角色們設計美麗性感的戲服。之前為迪士尼工作的藝術與雕刻家張瓦（Wah Chang），也受雇設計制作小道具；他創造了翻蓋式通訊器，三錄儀（tricorder，“感知—紀錄—計算”三種用途），以及從傑佛瑞斯的原始設計改進而成的光線槍。
在創造《原初系列》的外觀方面，羅登貝瑞和他的團隊花了可觀的心力再建立壹個充分被環繞和可信度高的未來世界。這個未來世界充滿著太空旅行與高科技，不但在視覺上令人驚艷，同時在意義上又頗能前後壹致。電視劇裏給觀眾帶來許多新觀念，同時也將屏幕上的科幻作品的敘述方式推向壹個新的境界。例如：曲速引擎、物質傳送、無線手持通訊設備與掃瞄儀、指向性能源武器、桌上型電腦終端機、雷射外科手術、以及電腦語音合成等等。雖然這些概念在之前許多科幻文學和電影裏就有出現過，不過它們並沒有以如此具有說服力的方式完整地整合在壹起。即便是艦上的自動門在1966年的時候還是壹件相當新穎的事，這也使得《原初系列》被認為有功於啟發後續真實生活裏自動門的研發，進而造成現今自動門處處可見的結果。
羅登貝瑞在避免陳舊的設計以及原始的特效（如同早期的科幻電影和電視系列劇）這方面是特別敏銳的。而《原初系列》在當時最著名的地方是有著極為真實的視覺效果。他在對傑佛瑞斯關於太空船（也就是現在的星艦“企業號”）設計的簡報，簡單地說就是要避免所有過去太空旅行的陳腔濫調——沒有火箭、翅膀、噴射廢氣或是尾煙軌跡等等。不過傑佛瑞斯還是得跟羅登貝瑞爭辯說太空船的外殼設計還是越簡單越好。
傑佛瑞斯的星艦概念歷經數百次的變動，以及壹段冗長的討論過程之後，才變成最終的“碟子和筷子”的設計，這也是隨後所有星際迷航太空船的設計模版。傑佛瑞斯也開發了“企業號”艦橋（原始設計者是帕托·卡茲曼（Pato Guzman））的主要部分，並且將他在第二次世界大戰擔任空軍飛行員的實際經驗，以及他對於飛機設計的知識融合在壹起，設計出壹個時髦、功能性、符合人體功學的艦橋設計。 《原初系列》以及之後系列電視劇裏的角色，構成了壹個多樣性的多民族團體。羅登貝瑞的意圖是說明人類的未來進入了壹個更為啟發的時期，在那個時候人們***同努力，不再被國界所區分。
跟《星際大戰》壹樣，《原初系列》著名的壹點是讓它的演員們從鮮為人知變成明星。凱利曾在許多電影和電視節目中出現，但多是小角色。夏特納和尼莫伊先前也有電視和電影的經驗，但都不是很有名（雖然夏特納曾在經典作品《陰陽魔界》（Twilight Zone）的壹集“兩萬呎驚魂”（Terror at 20,000 Feet）演出壹個令人難忘的角色，壹個驚恐的飛機乘客）。《原初系列》的演員陣容相對於它的對手《太空迷航》而言顯得差了壹大截，後者有許多有名的演員參加演出，包括《蒙面俠蘇洛》的演員蓋·威廉斯（Guy Williams），以及當時美國數壹數二的年輕演員比爾·莫米（Bill Mumy）。
在《原初系列》裏面的三個主角分別是詹姆斯·泰比裏厄斯·寇克艦長、倫納德·麥科伊醫生（寇克都叫他“老骨頭”（Bones））以及科學官斯波克。這三人成為壹個堅強的團隊，彼此之間的對手戲演得精彩，角色的特質也普遍受到觀眾的歡迎：寇克多情且機智勇敢、斯波克冷靜且講求邏輯、麥科伊善於嘲諷且真實說出他的想法等等。
壹半人類壹半瓦肯人血統的斯波克，擁有超越人類的智能和力量，這個角色很明顯地是參考福爾摩斯。身為原始演員陣容裏唯壹的非人類角色，這個角色本來的用意是要成為壹個冷靜的觀察者，用來更加看清楚人類的能力和缺點。斯波克這個角色最初被電視網高層否決了，原因是他們認為他的外表隱約地跟“撒但”相近（尖尖的耳朵和眼角），可能會讓某些觀眾覺得心煩。事實上，羅登貝瑞發現電視網在將宣傳資料送到南方較為保守的州會員的手上之前，有先將照片裏斯波克的耳朵和眼角修飾過。但是斯波克逐漸地變成電視劇裏最受歡迎的角色之壹，他的角色平靜與冷漠，相對於麥科伊醫生的熱情鄉下醫生般的個人特質，兩人間的針鋒相對也成為影迷間所津津樂道。許多女性星艦迷也覺得斯波克的外表對她們有著強大的吸引力，原因是因為她們幻想隱藏在他冷靜的瓦肯人外表之下所帶出的人類面的豐富情感。
電視劇的制播是在冷戰期間，並且它的劇情偶爾會影射這個時期。《原初系列》偶爾會演到跟其他先進太空文明種族的遭遇，包括克林貢人與羅慕倫人等等，他們都同時與星際聯邦進行各自的“冷戰”。然而，歷史上的冷戰在電視劇當中被清楚地刻畫為過去的壹部分，許多人類角色的名字是俄式姓名。 《原初系列》許多集的情節都有牽涉到企業號遭遇到遠勝於它和它的航員的力量的故事。這些“力量”有著許多不同的面貌：有著強大精神力的先進外星種族、兇惡的外星機器、有壹次還遇到壹個“神”。有時候某個航員會在某個不尋常的事故裏得到神壹般的力量，最後也總是給他們自己或是其他航員帶來毀滅。對自動化采取謹慎的態度獲得了勝利。在許多集裏，寇克艦長還從專橫的電腦手裏解救外星文化。
許多這種類型的情況解決的方式是，當這個力量前來奴役或是摧毀星艦和航員的時候，由寇克挺身而出。他通常采用的戰略是以機智勝過對手，並且慷慨陳詞來懇求人性的價值。許多集通常結束的時候是以壹段簡短的寓意做為總結，並帶有壹絲絲的幽默。
在劇本寫作方面，《原初系列》另壹個著名的地方是第壹個聘用當代具有引領地位的科幻作家，例如哈冷·愛利森（Harlan Ellison）），以及已有地位的電視劇作家來撰寫劇本的科幻電視系列劇。系列電視劇劇本編輯桃樂絲·方塔那（Dorothy C. Fontana，原先是羅登貝瑞的秘書）也是《原初系列》之所以成功的另壹個要角——她編輯了大部分集數的劇本，也寫了約十幾集的劇本，不過她的貢獻在當時被大大地輕視了。她繼續為《下壹代》第壹季撰寫了幾集的劇本，不過她在第二季開始前離開了，後來也對新電視劇的方向、羅登貝瑞對電視劇的支配、以及他把電視劇成功的功勞全部歸於自己的這幾點多所批評。
《原初系列》較傑出的幾集包括：“獸籠”（The Menagerie，唯壹分成上下集的章節，由羅登貝瑞親自編劇，並且使用了當初未播映的試播章節“牢籠”（The Cage）的部分影片）、“The Trouble with Tribbles”（由戴維·傑洛德（David Gerrold）編劇）、“永恒邊界之城”（The City on the Edge of Forever，編劇哈冷·愛利森（Harlan Ellison））、“黑暗中的惡魔”（The Devil in the Dark，編劇吉恩·康（Gene L. Coon））、以及“恐怖平衡”（Balance of Terror，編劇保羅·施耐德（Paul Schneider））等等。雖然《原初系列》大多數章節都具有獨立性，不過整個系列電視劇裏還是有幾個著名的主題。可以說，最重要的是探索1960年代美國的幾個主要議題，像是性別歧視、種族主義、民族主義、和全球性戰爭等等。羅登貝瑞相信，給予新的觀點，群眾們在他們自己的生活裏看待這些議題的方式也會大大地不同。但是有些評論家指控他為左派宣傳。
舉例來說，某幾集的《原初系列》，例如“蘋果”（The Apple）以及“執政官回歸”（The Return of the Archons），既微妙又清楚地顯示出反宗教的題材。而另外幾集例如“面包和馬戲團”（Bread and Circuses）和“奧米加榮耀”（The Omega Glory）則是更公開地贊揚宗教與愛國的題材，不過某些人認為，像這些普遍被認為劇本差和不可置信地爛的幾集，不過是羅登貝瑞試著迎合傳統、主流美國意識，以免遭到審查。然而，重要的是要記得電視網的幹涉，大到包括劇本和影片的全面審查，在1960年代是壹種常態。而《原初系列》也遭受了壹定程度的竄改。許多劇本在NBC審查過後必須再修訂。根據壹本關於這個電視劇的書中提到，在“捕人陷阱”（The Man Trap）這壹集裏的“鹽吸血鬼”怪獸的血盆大口其實是壹個內部笑話，用來諷刺電視網審查員堅持減掉張嘴親吻的戀愛場景的習慣。
《原初系列》另壹個知名的地方是它的幽默感，像是斯波克和麥考依好友間針鋒相對的鬥嘴。有幾集例如“The Trouble with Tribbles”、“I, Mudd”、以及“A Piece of the Action”等等均是以喜劇的方式來編寫劇本和拍攝的。這份幽默在後續的電視劇和電影裏稍微減輕了壹些，不過在電影《搶救未來》裏又大肆運用。
有幾集成為美國文化裏諺語的來源，這完全是意料之外的結果。也許最佳的例子是“柏拉圖的繼子女”（Plato's Stepchildren）這壹集，斯波克的心智遭到控制（經由類似心靈傳動的過程）。控制他的行星居民不知什麽原因選擇了古希臘作為榜樣。在他們的控制之下，斯波克邊彈著豎琴邊唱著壹首歌，歌裏有“苦澀殘渣”（bitter dregs）這個詞。結果，當某個美國球隊在某個球季表現得格外地差時，球迷們建議（例如用寫信給他們當地報紙體育專欄的編輯，或是打電話到廣播電臺體育談話節目等的方式）球隊應該將他們今年的年度焦點影片命名為“柏拉圖的繼子女”，因為這個球隊已經變成聯盟裏的“苦澀殘渣”。 電視劇的主題歌是由亞歷山大·克利基（Alexander Courage）所作曲，雖然有搭配歌詞，但是從來沒用過。這份歌詞曾經刊載在由史蒂芬·懷特菲爾德（Steven E. Whitfield）所撰，1968年出版的《The Making of Star Trek》壹書中：
Beyond the rim of the starlightMy love is wandering in starflightI know he'll find in star clustered reachesLove strange, love a star woman teachesI know his journey ends neverHis star trek will go on foreverBut tell him while he wanders his starry seaRemember, remember me.賀伯·搜洛（Herb Solow）與羅伯特·賈特曼（Robert Justman）在他們1996年寫的書中《Inside Star Trek: The Real Story》提到，吉恩·羅登貝瑞沒有告訴作曲者亞歷山大·克利基，私底下寫了這段歌詞，而且也沒有打算要讓它們跟曲壹起唱，以便讓他得到歌曲表演版稅的50%。（這個慣例並不是新創的，在音樂出版事業裏蠻常見的，不過有些人認為這個有道德上的疑慮。）雖然主題曲的壹些錄音版本有搭配歌詞，但是許多人指出，歌詞跟旋律不搭，而且不好唱。