Terra Nova, 2149 yılında Dünya'daki yaşam, nüfus patlaması ve kirlilik nedeniyle yok olma tehlikesiyle karşı karşıya kaldığında, bilim insanlarının zamanda yolculuk yaparak tarih öncesi döneme gitmenin yolunu keşfetmelerini konu alır. Shannon ailesi, 85 milyon yıl geriye giderek "Terra Nova" adlı bölgede yeni bir hayat kurar. Dizi, bir yandan da 2149'da kalan ve üçüncü bir çocuğa sahip oldukları için hapse giren baba Jim Shannon'ın, eşi Elisabeth ve çocuklarıyla birlikte Terra Nova'ya ulaşma çabasını anlatır.