2 副舰长
  科学宫
角色：史波克
种族：半瓦肯半人类
出生;2230年，瓦肯星
事迹：史波克无疑是[星际迷航]系列中最传奇的人物。美国最有民众影响力的娱乐网站UGO把史波克评为历史上最伟大的50个电视角色之一。他是第一个在星舰上担任科学官的具有瓦肯血统的人，而柯克为企业号服役前，史波克已经是这艘星舰的科学官了。瓦肯人逻辑为重的思维让他帮助企业号安全度过多次险境。而人类纠结的情感．则让他与企业号上的人类船员成为患难挚友。
饰演者：扎克瑞.昆图
艾德林恩.布洛迪曾被考虑扮演史波克，最后因为昆图的出现而被J.J.否决。昆图为试镜史波克做出了巨大改变，穿蓝色T恤、剃眉毛剪发型、把手指两两捆绑来练习瓦肯人的手势、练习沉思，甚至学会了老版史波克扮演者伦纳德.尼莫伊背后握手的技艺，不到试镜．就把J.J.迷得晕头转向。昆图认为是史波克半瓦肯半人类的二元性格，以及他对宇宙开拓的坚定理念，吸引了自己，而他自己就是为扮演史波克而生。
雅各布．克根（少年)
伦纳德．尼莫伊（老年)

3 医宫
角色：伦纳德.麦考伊
种族：地球人类
出生：2227年，美国南部
事迹：企业号上最幽默风趣的人，毕业于地球的密西西比大学，2266年登上企业号，以与史波克斗嘴为乐，柯克曾为其冠以“老骨头”的绰号。两位编剧则把麦考伊定义为“仲裁者”，每当柯克感情用事、史波克理智冷静时，麦考伊就成为调和两者紧张关系的502强力胶。当然，编剧们恐怕也意识到麦考伊不可能如此“中立”，于是在电影中他们选择让他更偏向柯克．而对史波克略有鄙夷。
饰演者：卡尔.厄本
厄本七岁时便成了此系列的死忠，为了试镜，他还带着自己的儿子重新回顾了[星际迷航]全系列的DVD。努力终得到了回报，在厄本试镜两个月后，J.J.便打来了录用电话，随后厄本找来土著人学习麦考伊的南方口音。尽管是怀着粉丝的心接拍本片，但促使厄本加入电影的重要原因是剧本，“它非常忠实原版，但依然有着自己的风格一一人类的同情心和易暴躁的性格”。

4 总工程师
角色：史考特
种族：地球人类
出生：2222年，苏格兰阿伯丁
事迹：史考特被誉为“魔术工程师”，除了先后为11艘星舰工作的卓越履历表原因外，还因其总是比预定时间早完成修补任务。2264年的企业号之旅是他首次作为工程师登上星舰。在美国，柯克和史波克是比总统还要无人不知的人，而那句“把我送上去，史考特”(Beamme up!)则是无人不晓的经典名言。
饰演者：西蒙.佩吉
保罗.麦克吉连恩(另一科幻热门剧集《星际之门》的主演)一度成为史考特的有力竞争者，他甚至在第一次试镜后就宣布“这个角色是我的了”，老版史考特扮演者詹姆斯.多汉的儿子克里斯也代表父亲签署了麦克吉连恩出演的同意书，不过J.J.显然不喜欢这么招摇的演员，最后把角色给了佩吉，尽管佩吉是个与苏格兰极为对立的土生土长英格兰人。为此，佩吉还请了一位苏格兰语老师一一他的妻子。搞笑的是，佩吉曾在主演的英剧《屋事生非》中嘲笑过[星际迷航]系列里的角色：“里面人物简直连狗屎都不如，如果谁让我去演这部剧，就先说服我的屁股吧”。

5 通讯宫
角色：乌瑚拉
种族：地球人类
出生：2239年．非洲同盟国
事迹：七位主要船员中惟一的女性，2266年登上企业号。姓名“Uhura”来源于非洲斯瓦西里语的“自由”一词。对电脑有超强操控能力，是企业号的幕后技术顾问。
饰演者：佐伊.桑塔纳
桑塔纳是主演中惟一一个之前从未看过《星际迷航》任何影视的人，但J.J.非常欣赏她之前的作品，毫不犹豫地拉其入伙。而桑塔纳则是在听完J.J.一番话后下定决心的，“(这部电影)才是你为之奋斗的、想拥有的东西”。为了补习星际知识。桑塔纳拜访了老版乌瑚拉的扮演者妮歇尔.尼克斯，并收到了“这是个需要你自己去创造的角色”的忠告。

6 舵手
角色：苏鲁
种族：地球人类
出生：2237年，美国旧金山
事迹：苏鲁是日本和菲律宾混血，2265年第一次进入企业号时。他担任的是物理学家，而后转任舵手。苏鲁是七位主角中爱好最为广泛的一个，他迷恋植物学、爱好击剑、研究古老的武器，史波克形容他为“十八世纪来的霸王(Swashbuckler)”。
饰演者：约翰.周
老版苏鲁的扮演者竹井乔治其实是日裔美国人．但周是韩裔，J.J.最初很在意这点，直到竹井告诉他苏鲁其实代表了整个亚洲人，J.J.才安心将周揽进剧组。周为得到这个角色兴奋不已，“有些角色你永远不可能演，比如牛仔，而出演[星际迷航XI]简直就是梦”。由于苏鲁是个运动健将，周还进行了为期两周的搏击训练

7 领航员
角色：契柯夫
种族：地球人类
出生：2245年，俄罗斯
事迹：契柯夫是最晚登上企业号的主船员，约在2266年到2267年间。最初这个年轻的少尉被指派担当舵手，后来改为领航员，并在特殊情况下帮助史波克完成科学官的工作。
饰演者：安东.尤金
即使尤金被宣布将扮演契柯夫时，这仍是个不确定会不