„Terra Nova” opowiada historię zwyczajnej rodziny, która przenosi się 85 milionów lat wstecz, do czasów prehistorycznych, w ramach śmiałego eksperymentu, mającego na celu ratowanie ludzkości przed zagładą. Jest rok 2149, a znany nam świat przestał istnieć na skutek nadmiernego rozwoju i przeludnienia. Jedynym ratunkiem dla ocalenia rodzaju ludzkiego jest przeniesienie do nowego miejsca w dalekiej przeszłości.

Kiedy naukowcy pracujący na akceleratorze cząstek FERMI niespodziewanie odkryli szczelinę w czasie, która umożliwiła skonstruowanie portalu do czasów prehistorycznych, narodził się pomysł na przesiedlenie ludzi do przeszłości, co pozwoliłoby im odbudować cywilizację i zapobiec zmianom, które doprowadziły do katastrofy.

Serial śledzi losy rodziny Shannonów, która przyłącza się do pielgrzymki osadników do Terra Nova, pierwszej kolonii ustanowionej w zachwycającym, aczkolwiek nieprzystępnym świecie. Jim Shannon (Jason O’Mara), oddany ojciec, który ma za sobą burzliwą przeszłość, prowadzi swoją rodzinę przez nowy, piękny świat pełen tajemnic i terroru. Żona Jima, Elisabeth Shannon (Shelley Conn), jest chirurgiem urazowym i najnowszym członkiem zespołu medycznego Terra Nova. Josh Shannon (Landon Liboiron) ich 17-letni syn, rozczarowany, że musi porzucić swoje dotychczasowe życie, po przybyciu do nowej kolonii natychmiast zwraca uwagę na piękną i nieposłuszną Skye (Allison Miller). Maddy Shannon (Naomi Scott), uroczo niezdarna 15-letnia siostra Josha, ma nadzieję, że przenosiny na Terra Nova sprawią, że będzie miała szansę, zacząć wszystko od nowa. Choć wykształcenie medyczne Elisabeth zapewniło rodzinie miejsce w ekspedycji, wkrótce okaże się, że tajemnica dotycząca ich pięcioletniej córki Zoe (Alana Mansour), może stanowić zagrożenie dla nowej cywilizacji.

Po przybyciu na miejsce rodzina Shannonów poznaje komandora Nathaniela Taylora (Stephen Lang), charyzmatycznego i bohaterskiego pioniera oraz przywódcę osadników. Taylor ostrzega przybyszów, że choć Terra Nova jest miejscem stwarzającym nowe możliwości i dającym szansę na rozpoczęcie wszystkiego od początku, nie jest ono tak idylliczne, jakby się mogło wydawać. Poza błękitnym niebem, górującymi nad głowami wodospadami i bujną roślinnością, na okolicznych terenach roi się od niebezpieczeństw, z ludożerczymi dinozaurami na czele. Zagrożenie stanowi również kolonia buntowników, którym przewodzi zaprawiona w boju Mira (Christine Adams) stawiająca zaciekły opór Taylorowi i jego przywództwu.

Jeszcze większym zagrożeniem, niż tereny poza kolonią, jest mrożąca krew w żyłach perspektywa, że niebezpieczeństwo kryje się również wewnątrz kolonii. Rodzina Shannonów zaczyna podejrzewać, że nie wszyscy osadnicy mają tę samą wizję ocalenia ludzkości. Co więcej, niektórzy mogą być zainteresowani zniszczeniem nowego świata, zanim w ogóle zacznie on istnieć.

Serial wyprodukowali Steven Spielberg, Peter Chernin, Brannon Braga, René Echevarria oraz Aaron Kaplan.