大半のゲストキャラクターの声は、ドゥーアン[注 11]、バレット、ニコルズ、タケイが各々に応じて兼任しているが[2]、『宇宙大作戦』から再登場となるゲストキャラクターのいくつかは、演じた俳優本人が吹き込んでいる[21]。サレク役のマーク・レナード（英語版）やハリー・マッド役のロジャー・C・カーメル、シラノ・ジョーンズ役のスタンリー・アダムズ（英語版）がそれに当てはまる[注 12]。

1973年6月よりレコーディングが開始され、初日は出演者一同がスタジオに会し3話分の収録が行われた[10]。それ以降のエピソードでは、俳優たちのスケジュールに合わせて個別に収録しては編集でまとめる手法が採られている[注 13]。
音楽

本作では、アレキサンダー・カレッジ（英語版）作曲による「宇宙大作戦のテーマ（英語版）」は使用されず、イヴェット・ブレイスとジェフ・マイケル作曲による新たなテーマ曲が採用された。

実際の作曲者はレイ・エリス（英語版）であったが、エリスは印税報酬や出版社との兼ね合いから、妻の旧姓を取り入れたイベット・ブレイスというペンネームを使っていた。一方のジェフ・マイケルはプロデューサーのノーム・プレスコット（英語版）のペンネームであり、自身の息子たち（ジェフとマイケル）の名が由来となっている。プレスコットは、当時の標準的な契約の一環として、ペンネームでのクレジットとフィルメーション作品に関わる全音楽の印税分配を受けていた[10]。

『宇宙大作戦』のテーマ曲が使用されなかった理由として、カレッジとロッデンベリーの間に曲をめぐるトラブルがあったとされる[24]。カレッジがテーマ曲を提出した際、ロッデンベリーが無断で歌詞を書き加えて共同作品にしたため、カレッジにとっては印税の折半を不意に強いられる形となった[25]。契約上に問題はなかったものの、カレッジは倫理的に問題があると抗議し、片やロッデンベリーは報酬を得るために当然のことをしたまで[注 14]として主張を譲らなかったことから、両者の関係に緊張が生じてしまったという[24]。
キャスト「スタートレック#日本語版の吹き替え」も参照

日本語吹替えは『宇宙大作戦』の声優から一新されており、俳協とテアトル・エコー所属の声優が中心となって務めている。また、翻訳監修も『宇宙大作戦』と異なるため、オープニングのナレーションや劇中の専門用語が他のシリーズと異なっている。

ジェイムズ・カーク（声 - ウィリアム・シャトナー/佐々木功）

スポック（声 - レナード・ニモイ/阪脩）

レナード・マッコイ（声 - ディフォレスト・ケリー/村越伊知郎）

モンゴメリー・スコット（声 - ジェームズ・ドゥーアン/石丸博也）

ウフーラ（声 - ニシェル・ニコルズ/高島雅羅[注 15]）

カトー（声 - ジョージ・タケイ/村山明）

クリスティン・チャペル（英語版）（声 - メイジェル・バレット/吉田理保子）

レス（声 - メイジェル・バレット/小宮和枝[注 16]） - 通信士官。階級は中尉。ネコに似た容姿のカイト人。

アレックス（声 - ジェームズ・ドゥーアン/大泉滉） - ナビゲーター。階級は中尉。3本指、3本腕、3本脚のイドア人。

放映リスト

アメリカでは、第1シーズン16話が1973年9月8日から1974年1月12日まで、第2シーズン6話が1974年9月7日から1974年10月12日にかけて共にNBC系列にて放映されている。放送時間は、第1シーズンが毎週土曜10:30 - 11:00、第2シーズンが毎週土曜11:30 - 12:00。

日本では1977年4月10日から同年9月13日まで東京12チャンネルにて初放映。