בעולם הבדיוני של הסדרה, שמבוסס על הסרט סטארגייט, אלים רבים ממיתולוגיות של תרבויות עתיקות (כגון המצרית, היוונית ועוד) על כדור הארץ היו למעשה חייזרים מתוחכמים בשם גואולד (Goa'uld), שהתחזו לאלים. חייזרים אלה שעבדו את האנושות בעבר ופיזרו אותה על פני כוכבים רבים, בין היתר באמצעות מתקנים שנודעו בשם סטארגייט, שפירושו "שער לכוכבים". מערכת של שערים כאלו מפוזרת על פני כוכבי לכת רבים בגלקסיית שביל החלב, ועל ידי הקלדת "כתובת" במתקן חיוג של סטארגייט כלשהו ניתן ליצור חור תולעת בין הסטארגייט בו הוקלדה הכתובת והיעד. חור התולעת מאפשר מעבר מיידי של יצורים חיים וחפצים על פני מרחקים אדירים.
בשלב כלשהו הגואולד נוטשים את כדור הארץ, ומשאירים סטארגייט אחד עליו (בשלב מתקדם יותר בסדרה מגלים כי קיים סטארגייט נוסף באנטארקטיקה) בשנת 1928, במהלך חפירה ארכאולוגית בגיזה שבמצרים נחשף הסטארגייט. הוא מועבר לבסיס צבאי בארצות הברית, שם מפוענח אופן השימוש בו ונוצרת תוכנה שמחליפה את מתקן ה"חיוג" של הסטארגייט. קבוצה של אנשי צבא עוברת דרך הסטארגייט לכוכב לכת אחר, בו מתרחשת עלילת הסרט סטארגייט. לאחר השלמת המשימה בכוכב זה, הסטארגייט נותר לא פעיל משום שהצבא מאמין כי הוא מהווה שער בין שני כוכבי לכת בלבד.
במהלך עשר העונות של הסדרה, מתרחשים שלושה קווי עלילה עיקריים, במהלכם נלחמים בני האדם בשני אויבים עיקריים, ונחשפים יצורים וחייזרים מגזעים שונים, בעלי יכולות מגוונות ועליונות טכנולוגית נעלה יותר. כמו כן מתגלות טכנולוגיות חוצניות כמו כלי נשק מבוססי אנרגיה ('אקדח זאט'), פצצות רבות עוצמה (נקוואדה), ומתקנים טכנולוגיים כדוגמת טבעות שיגור אשר מתקדמים בהרבה מעבר ליכולות הטכנולוגיות של בני האדם על פני כדור הארץ. חלק מהמושגים שנעשה בהם שימוש, כמו טיסה בעל־חלל, שיגור אובייקטים לטווח קצר, תצוגת הולוגרמות, נשק לייזר, מגינים, מתקן ידני להחלמה, ושיתופן הופיעו בסדרות השונות של מסע בין כוכבים.
חלק ראשון: הגואולד (עונות 1–4).
בפרק הראשון של הסדרה, שמתרחש כשנה אחרי עלילת הסרט, קבוצת בני אדם וגואולד אחד עוברת דרך הסטארגייט בכדור הארץ. הקבוצה הורגת מספר חיילים וחוטפת חיילת אחת. כתוצאה מתקרית זו, נחשפת רשת עצומה של כוכבי לכת המקושרים יחדיו בשערי הסטארגייט, כמו גם גזע הגואולד הזדוני. לפחות עשרים וחמישה צוותים הידועים בכינויים SG (קיצור למילה Stargate) נוצרים, והסדרה עוסקת בצוות הראשון, SG-1. קו העלילה הראשון עוסק בהצגת הדמויות הראשיות של הסדרה, עולם הסדרה ובלחימה נגד הגואולד. במהלך העונה השנייה של הסדרה בני האדם מתוודעים לטוק'רה, המחתרת של הגואולד, וכורתים איתם ברית. בני האדם מתוודעים לראשונה גם לגזע האסגארד הקדמוני. במהלך העונה השלישית אדוני מערכת של הגואולד מזהים בבני האדם איום ומחליטים לתקוף אותם בעוצמה לנוכח מספרם ההולך וקטן, מה שמאלץ את אנשי כדור הארץ (הקרויים בפני הגואולד "טאורי") לחתום על הסכם אי לוחמה עם חשובי הגואולד, תחת מעטה הגנה של האסגארד.
עד סוף העונה הרביעית כוחות כדור הארץ פוגעים בצורה משמעותית בגואולד, והורגים רבים מהם.
חלק שני: אנוביס (עונות 5–8).
אנוביס הוא גואולד שסולק מאדוני המערכת לאור הזוועות שביצע שהיו מחרידות אפילו עבור אדוני המערכת. עם השנים סברו אדוני המערכת שאנוביס מת אך להפתעתם לא כך הדבר. אנוביס הגיע אל אומה דסאלה, קדמונית אשר עוזרת לבני האדם להשיל את גופם הפיזי ולחיות במישור גבוה יותר של היקום בתהליך שנקרא התעלות ואשר מקנה הבנה רחבה וידע אינסופי של היקום. אנוביס הצליח לשטות באומה אשר חשבה שנשמתו טהורה ולכן סייעה לו בתהליך. כאשר הבינו הקדמונים את הטעות הנוראה שאומה עשתה הם פעלו כדי להחזיר את אנוביס חזרה אל הארץ ולמחוק את זכרונו אך מסיבה שאינה ברורה אנוביס נתקע בין המישורים. הקדמונים אסרו עליו להשתמש בכל ידע שצבר בזמן שהתעלה אלא אם היה מצליח להשיגו כגואולד, והזהירו אותו כי אם יפר זאת הם יעצרו אותו. אנוביס הצליח לשטות בקדמונים בטיפות קטנות ובכל אופן הוא השתמש במספר מקרים בטכנולוגיה חדישה שלא נראתה כמוה לפניו. אנוביס השתמש במספר גואולד זוטרים כדי שיבצעו את עבודתו - למשל אוסיריס הביאה את דבריו של אנוביס בפני אדוני המערכת.
אדוני המערכת, הטאורי וכל שאר הגזעים לא מבינים מאין השיג אנוביס את הטכנולוגיה שבה השתמש, תשובה לכך ניתנת בעונה השמינית של הסדרה.
במהלך העונה השמינית אנוביס רצה להשמיד את כל החיים בגלקסיה על ידי שימוש במכשיר קדמוני הנמצא בכוכב דאקרה אשר שימש במקור ליצירת חיים בגלקסיה. צוות ס"ג 1 פועל כדי לעצור אותו, במקביל דניאל ג'קסון נהרג על ידי המשכפלים ואומה דסאלה מאפשרת לו בפעם השנייה בסדרה לבחור האם להתעלות או למות ומביאה אותו לתחנת אמצע הדרך. דניאל מחליט לפנות לקדמונים הנמצאים במקום ולבקש מהם את עזרתם כדי לעצור את אנוביס אך ללא הצלחה. במהלך שהייתו שם דניאל מבין כי אומה היא זאת שעזרה לאנוביס להתעלות. אומה מחליטה לצאת כנגד אנוביס ובכך היא מצליחה לעכב אותו מלהמשיך לבצע את תוכניותיו להשמדת החיים בגלקסיה.
חלק שלישי: האוריי (עונות 9–10).
בשתי עונות אלו, הסדרה זונחת את סיפורי המיתולוגיות לטובת אגדות המלך ארתור ונחשפים מקומות מיתיים כמו "אבלון", "קמלוט" ו"אטלנטיס". בנוסף, שתי עונות אלו עוסקות במלחמה של כדור הארץ ובני בריתו באוריי. האוריי הם גזע אנושי עתיק שהצליח להמיר את עצמו לאנרגיה, ו"התעלה" למישור גבוה יותר של קיום, וכעת משתמש בכוחותיו כדי לגרום לגזעים נחותים יותר לסגוד לו כאלים. במהלך העונות נעשים ניסיונות מצד צוות SG-1 לנסות לנטרל את היכולות של נזירי האוריי, באמצעות פיתוח כלי נשק על־שמע בתדירות גבוהה, שיפגע ביכולות המוחיות של הנזירים, וינטרל את היכולת העל טבעית שלהם. עוד מתברר כי המוטיבציה של הנזירים היא בשל הבטחת האוריי לאפשר להם ל"התעלות", הבטחה שמתבררת כהבטחת שקר. בין היתר האוריי מנסים לגרום לאנשי הג'אפה לסגוד להם ובאופן טיפוסי לדרכם, הם למשל הופכים את גארק, אחד ממנהיגי הג'אפה, לכהן. בניסיון שלהם להשתלט על העולמות, הם גם יוצרים הכלאה בין המין האנושי לאוריי, כאשר הם חוטפים את ואלה, מעברים אותה בכפייה ויוצרים את האוריסיי (Orici), שהיא למעשה הכלאה של אוריי בגוף אנושי. בהמשך כוחות לוחמים שמשרתים את האוריי פולשים בחלליות מתוחכמות ורבות עוצמה ונלחמים עם גזעים שונים.
בפרק האחרון של העונה העשירית הסדרה נפרדת מגזע האסגארד, שהתנוון קשות ומחליט להוריש לרשות בני האדם את כל הטכנולוגיות שפיתח, בטרם יביא קץ על עצמו.
קו עלילה זה לא מסתיים בסוף העונה העשירית והאחרונה של הסדרה, ונסגר רק בסרט ההמשך לסדרה "".
גזעים בולטים בסדרה.
מלבד בני האדם, קיים מספר גדול של גזעים שונים ביקום, שיחסם אל בני האדם, או ה"טאורי" בשפתם.
גואַוּלְד.
הגואולד (Goa'uld; נכתב לעיתים "גאולד") הם יצורים דמויי נחש, שיכולתם להתקיים עצמאית היא מוגבלת מאוד. הם נאלצים לחיות בתוך יצורים אחרים, בעיקר דמויי אנוש, בתור טפילים. הגואולד מתאפיינים בשתלטנות, אכזריות ואופורטוניזם, ומטרתם העיקר היא להשתלט על סביבתם. גזע הגאולד מקורם מכוכב P3X-888. כוכב הלכת אשר היה מכוסה כמעט כולו במים, התחיל להתייבש וזחלי הגאולד מצאו עצמם בסכנת הכחדה. חיפוש אחר דרך חיים אחרת הובילה את הזחלים לאונאס - גזע דמויי אדם. לאחר שזחל גואולד חודר לתוך פונדקאי דרך עורפו הוא מתמקם באזור מוחו ומשתלט על תודעתו, ואילו תודעת הפונדקאי נדחקת למין מצב של חלום אינסופי.
בעת העתיקה, גואולד בשם רע מגלה את כדור הארץ ואת בני האדם, כמו גם את העובדה שבני האדם מסוגלים להיות פונדקאים נאותים שיאפשרו להם לשרוד זמן רב. גואולד רבים משעבדים את בני האדם על כדור הארץ ואף מעבירים אותם לכוכבי לכת אחרים תוך כדי התחזות לאלים. בני-האדם בהם שוכן הגואולד מתאפיינים בעיניים זורחות וקול מתכתי ועמוק במיוחד. בדרך כלל הם ניחנים ביכולות נוספות שמקורן בטכנולוגיות מתקדמות, שמעניקות להם יתרון על אויביהם, ונותנות את הרושם שיש להם כוחות על טבעיים.
בין האלים הכוזבים ניתן למנות את אדוני המערכת אפופיס, האת'ור, אוזיריס, הרו-אר ואנוביס (הלקוחים מהמיתולוגיה המצרית), קמולוס (מהמיתולוגיה הקלטית), אמטראסו (מהמיתולוגיה היפנית), נירטי (מהמיתולוגיה ההינדית), לורד יו (מהמיתולוגיה הסינית) ובעל(מהמיתולוגיה הכנענית). רוב הגואולד נהרגים או נמלטים במהלך המחצית הראשונה של הסדרה.
הגואולד נלחמים ביניהם עבור כוח ושליטה בכוכבי הלכת ולרוב יש יחסי איבה ומלחמה ביניהם אולם על מנת להבטיח את עליונות הגואולד כנגד איומים שונים בגלקסיה ומחוצה לה הם הקימו מועצה שנקראת אדוני המערכת. במועצה זו חברים הגואולד החזקים ביותר. קבלת גואולד חדש למועצה מתקבלת על ידי תמיכה של רוב החברים בה. בעונה החמישית של הסדרה ניתן מושב במועצה לגואולד אנוביס חרף התנגדותו של לורד יו. בין פעולותיה העיקריות של המועצה ניתן למנות את מלחמת הגואולד בריטו, טוקרה והאסגרד. נציגי המועצה אחראים בין היתר על חתימת הסכם הכוכבים המוגנים עם האסגרד.
אונאס.
האונאס הם הפונדקאים הראשונים של הגואולד. האונאס חיו לצד הגואולד בכוכב P3X-888, עם השנים ובעקבות שינויים אקלימיים בכוכב פלשו הגואולד לגופם של האונאס והשתלטו עליהם.
האונאס הופיעו לראשונה בעונה הראשונה בפרק Thor's Hammer.
האונאס הם גזע פרמיטיבי בעל יכולות פיזיות גבוהות אשר התקדמותם הטכנולוגית קרובה לזו של בני האדם בתקופת האבן. האונאס חיים בצורה שבטית כאשר לכל שבט יש טריטוריה והוא מונהג על ידי זכר אלפא.