Jest 2149 rok. Coraz szybszy, niekontrolowany już rozwój cywilizacji i przeludnienie sprawiają, że świat zmierza szybko ku zagładzie. Jednak pewnego dnia zostaje odkryta szczelina w czasie. To ostatnia szansa na przetrwanie cywilizacji.
Naukowcy przystępują do konstruowania bramy, która przeniesie ludzkość w czasy prehistoryczne. Przesiedlenie ludzi do przeszłości pozwoli zapobiec zmianom, które doprowadziły do katastrofy.
Jednymi z pierwszych, którzy decydują się na podróż w czasie do świata nazwanego Terra Nova, są Shannonowie. To z pozoru zwyczajna rodzina. Jej głową jest Jim (Jason O'Mara), człowiek o burzliwej przeszłości, który zrozumiał, że najważniejsi są najbliżsi. Wie, że od niego zależy ich życie i szczęście. Zrobi dla nich wszystko. Jego żona Elisabeth (Shelley Conn) jest chirurgiem urazowym. To dzięki jej wykształceniu Shannonowie znaleźli się w grupie przeniesionej do Terra Nova.
Jim i Elizabeth rozumieją, że przeniesienie się do osady w przeszłości to wielkie wyzwanie, ale i szansa. Jednak ich 17-letni syn Josh (Landon Liboiron) jest bardzo rozgoryczony koniecznością porzucenia dotychczasowego życia. Jego 15-letnia siostra, urocza niezdara Maddy (Naomi Scott) podobnie jak rodzice ma nadzieję, że w Terra Nova będzie miała szansę, zacząć wszystko od nowa. Jest jeszcze 5-letnia Zoe (Alana Mansour) - najmłodsze dziecko Shannonów. Ta niewinna dziewczynka już wkrótce może stać się największym zagrożeniem dla budowanej na Terra Nova cywilizacji...
Niebawem po przybyciu na miejsce Shannonowie odkryją, że trafili w bardzo niebezpieczne miejsce. Największe zagrożenie kryje się wśród ludzi zamieszkujących w Terra Nova...