Początkowo rolę Spocka oferowano Martinowi Landau, lecz aktor odmówił.
Lloyd Bridges odmówił zagrania kapitana Pike'a, twierdząc, że rola w serialu science - fiction zaszkodzi jego karierze. Jeffrey Hunter, który przyjął tę rolę, został zwolniony po jednym odcinku, gdyż jego żądania finansowe były zbyt wysokie.
Jerry Goldsmith był pierwszym kandydatem do napisania motywu przewodniego do tego serialu. Wiele lat później Goldsmith napisał muzykę do filmu "Star Trek" z którego temat został potem użyty w "Star Trek: Następne pokolenie" oraz temat do serialu "Star Trek: Voyager".
John Drew Barrymore (ojciec Drew Barrymore) miał początkowo zagrać doktora Lazarusa w odcinku "The Alternative Factor". Nie stawił się jednak na planie w dniu rozpoczęcia zdjęć i w ostatniej chwili zaangażowano do tej roli Roberta Browna. Producenci "Star Treka" zaskarżyli zachowanie Barrymore'a do Amerykańskiej Gildii Aktorów Filmowych co spowodowało zawieszenie aktora na pół roku, przez który nie mógł podjąć żadnej pracy.
Anne Baxter była pierwszą kandydatką do roli Amandy Grayson. Występująca wówczas regularnie w "Batmanie" aktorka odrzuciła rolę twierdząc że "Star Trek" jest dla niej zbyt komiksowy.
Yvonne Craig była rozważana do roli Viny w odcinku "The Cage".
James Hong był przesłuchiwany roli porucznika Sulu.
Mark Lenard miał zagrać Abrahama Lincolna w odcinku "The Savage Curtain", jednak inne zobowiązania aktora to uniemożliwiły.
Jack Lord był pierwszym kandydatem do roli kapitana Kirka, aktor zażądał jednak pięćdziesięciu procent udziałów w serialu i jego kandydatura została ostatecznie odrzucona.
Arlene Martel była pierwszą kandydatką do roli dr Elizabeth Dehner w odcinku "Where No Man Has Gone Before". Rola wymagała jednak noszenia srebrnych soczewek kontaktowych, które mogłyby uszkodzić wrażliwe oczy aktorki. Później Martel była przesłuchiwana do roli Sylvii w odcinku "Catspaw", nie dostała jednak roli ponieważ producenci uznali ją za idealną kandydatkę do roli T'Pring.
David Opatoshu był kandydatem do roli dr Phillipa Boyce'a w odcinku "The Cage".
Robert Ryan był kandydatem do roli komodora Matta Deckera w odcinku "The Doomsday Machine" jednak inne zobowiązania aktora to uniemożliwiły.
Jon Voight był kandydatem do roli Apolla w odcinku "Who Mourns for Adonais" jednak inne zobowiązania aktora to uniemożliwiły.
Jessica Walter była kandydatką do roli dr Mirandy Jones w odcinku "Is Ther in Truth No Beauty" jednak inne zobowiązania aktorki to uniemożliwiły.
Roddy McDowall był pierwszym kandydatem do roli Apolla w odcinku "Who Mourns for Adonais?".
John Colicos miał powtórzyć rolę Kora w odcinku "Trouble with Tribbles" i "Day of the Dove" jednak inne zobowiązania aktora to uniemożliwiły.
Odcinek "Trouble with Tribbles" miał być pierwszym w którym Koloth (William Campbell) pojawi się jako powracający przeciwnik Kirka. Producentom i scenarzyston zaczynało wtedy brakować pomysłów na nowe epizody i wprowadzenie stałego czarnego charakteru wydawało się najlepszym rozwiązaniem. Campbell był wówczas na tyle popularny i charyzmatyczny żeby sprostać tej roli, kiedy jednak z trzecim sezonem zmienił się główny producent pomysł upadł.
Główną przyczyną zatrudnienia Jamesa Doohana był jego talent lingwistyczny. Roddenberry nie miał sprecyzowanej opinii na temat narodowości Scotty'ego, więc aktor próbował różnych akcentów. Ostatecznie uzgodniono że najlepiej sprawdza się szkocki.
Postać chorążego Czechowa (Walter Koenig) została dodana w drugim sezonie aby zwiększyć oglądalność wśród młodszej kobiecej widowni. Początkowo miał być Anglikiem ucharakteryzowanym w stylu The Beatles. Zwyciężyła jednak opcja Rosjanina, co spowodowało nawet plotkę, że stało się to z powodu artykułu w "Prawdzie" krytykującego "Star Trek" za nieuwzględnianie osiągnięć radzieckiej kosmonautyki. W "Prawdzie" nigdy jednak nie było takiego artykułu, tym bardziej że w państwach bloku wschodniego nie emitowano serialu.
Zdjęcia do serialu kręcono w Culver City oraz w Los Angeles (Kalifornia, USA).
Podczas pierwszego sezonu Nichelle Nichols chciała zrezygnować, uważając że jej rola jest symboliczna. Zmieniła jednak zdanie po rozmowie z Martinem Lutherem Kingiem Jr., który przyznał się, że sam jest fanem „Star Treka” oraz że rola Uhury stanowi ważną inspirację dla wielu ludzi w całych Stanach. Nichols zdecydowała się pozostać w serialu, a w drugim sezonie jej rola została zwiększona.
W trzecim sezonie serialu, w odcinku "Plato’s Stepchildren”, wyemitowanym po raz pierwszy 22 listopada 1968, miała miejsce przełomowa scena – Kirk całuje Uhurę. Jest to pierwszy między-rasowy pocałunek w historii telewizji.
Po zakończeniu serialu Nichols wzięła udział w specjalnym programie NASA mającym na celu zachęcenie kobiet i mniejszości etnicznych do udziału w projekcie kosmicznym. Dzięki programowi dokonano rekrutacji m.in., pierwszej amerykańskiej astronautki - dr Sally Ride, i pierwszego czarnoskórego astronauty - płk Guiona Bluforda.
Kapitan Kirk nigdy w żadnym odcinku nie powiedzial słynnego zwrotu "Beam me up, Scotty".
Leonard Nimoy (Spock) jest jedynym aktorem, który pojawił się w każdym odcinku w każdej serii.
Do roli statka Enterprise używano dwóch modeli. Jeden mial dlugość 90 cm, drugi 3m 30cm.
Kolory mundurów oznaczają, w jakiej sekcji dzialala dana osoba, a więc:
zloty - dowództwo, nawigacja i uzbrojenie czerwony - inżynieria, ochrona i serwis statku
niebieski - nauka i medycyna.
W serialu Sulu nie posiada imienia. Otrzymał je dopiero dopiero w filmie "Star Trek VI: Wojna o pokój".
Nazwisko i imię bohaterki, którą gra Nichelle Nichols pochodzi z języka swahili. "Uhura" to żeńska forma rzeczownika "uhuru" oznaczającego "wolność", a zarazem tytuł książki Roberta Ruarka, którą aktorki ubiegające się o tą rolę czytały na castingu. "Nyota" oznacza "gwiazda" i choć mimo iż Roddenberry z Nichols zgodzili się co do tego imienia nie pada ono na ekranie aż do "Star Treka" J.J. Abramsa.
Pełne imię Scott'iego to Montgomery Scott. Zostało zaimprowizowane przez James'a Doohana i producenta Gene' a Roddenberry'a. 'Scott' ponieważ Roddenberry lubił szkocki akcent Anita DoohanAnita DoohanDoohan'a, 'Montgomery' ponieważ jest to drugie imię aktora.
James Doohan stracił środkowy palec prawej ręki podczas II Wojny Światowej co w większości scen było ukrywane. Jednak w odcinku "Catspaw" widać jak zahipnotyzowany "Scotty" trzyma kolbę fazera tylko dwoma palcami, tak samo w odcinku "Trouble with Tribbles" kiedy niesie grupę tribli.
Jedna ze scenarzystek D.C. Fontana powiedziała, że używała inicjałów "D.C." ponieważ w tym czasie nie angażowano scenarzystów - kobiet. Jej imię to Dorothy.
Początkowo Spock miał mieć czerwoną skórę, co oznaczało dłuższą charakteryzację Leonarda Nimoy'a. Po próbach okazało się jednak, że czerwona skóra na ekranie wygląda po prostu jak czarny kolor. Pomysł został odrzucony. (W latach 60-tych telewizory były jeszcze czarno - białe).
"Głosu" wielu gościom użyczył James Doohan (m.in. Sargonowi (Return to Tomorrow), M-5 i Komandorowi Enwright'owi (The Ultimate Computer), technikowi NASA (Assignment: Earth) i spikerowi radiowemu (A Piece of the Action).
W roku 2000 serial został wpisany do księgi Rekordów Guinnessa jako posiadający największą liczbę produkcji spin-off, czyli filmów i seriali zainspirowanych danym programem.
Wiele elementów charakterystyki Spocka było improwizowanych przez Leonarda Nimoy'a w trakcie produkcji. Było tak z ogłuszających uściskiem na kark i pozdrowieniem Volkan.
Mark Lenard, grający Sareka, ojca Spocka, był starszy od Leonarda Nimoy'a (Spocka) jedynie o sześć lat.
Ojciec Leonarda Nimoy'a był fryzjerem, ciągle pracującym w latach gdy serial stał się popularny. Nimoy w jednym z wywiadów wyjawił, że wielu nastolatków często przychodzili do zakładu fryzjerskiego prosząc o fryzurę "pana Spocka", nigdy nie przypuszczając, że strzyże ich ojciec "pana Spocka".
Aktor Mark Lenard, szerzej znany ze swej roli Sareka, ojca Spocka, był pierwszym aktorem, który zagrał przedstawicieli wszystkich trzech głównych ras obcych: Romulan, Volkan i Klingonów.
Termin "redshirt character", pochodzący z serialu "Star Trek" stał się synonimem osoby, która jest mało ważna i ginie wkrótce po pojawieniu się na ekranie, głównie w filmach SF, fantasty i akcji. W serii Star Trek funkcjonariusze i techniczni członkowie załogi statku noszą właśnie takie czerwone uniformy i zazwyczaj umierają bardzo szybko.