Im Auftrag der Regierung macht sich im Jahr 1997 die Familie Robinson mit der Jupiter 2 auf eine fünfeinhalbjährige Reise ins All, um einen Planeten im Alpha-Centauri-System zu kolonisieren. An Bord sind der Astrophysiker Prof. John Robinson (
Guy Williams), seine Frau Maureen (
June Lockhart), die ältere Tochter Judy (
Marta Kristen), Sohn Will (
Bill Mumy) und die jüngere Tochter Penny (
Angela Cartwright) sowie der Pilot Don West (
Mark Goddard), ein besserwisserischer Roboter (Bob May), der vielseitig begabt ist, Gitarre spielt, Gedicht schreibt und bei Bedarf Maureen frisiert, und der Saboteur Dr. Zachary Smith (
Jonathan Harris). Dieser bringt das Raumschiff vom Kurs ab, und es beginnt eine Odyssee durch den Weltraum, die die Familie auf fremde Planeten führt, wo sie merkwürdigen Außerirdischen, abartigen Monstern und ungewöhnlichen Riesenpflanzen begegnen. Die Rückkehr scheint nicht möglich und wird durch Smith immer wieder verhindert, der zwar immerhin sich selbst gern zurück zur Erde bringen würde, doch mit den anderen zwischen den fremden Welten gefangen bleibt.
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