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.