NX级星舰是亨利·亚契（Henry Archer）、泽弗兰·科克伦博士（Zefram Cochrane，地球曲速引擎技术发明人）、W·M·杰弗里上校（J式导管发明人）共同主导的曲速5级引擎研发项目（Warp Five Program）最终产物。该计画源于22世纪初，当时距2063年人类打破光速屏障、同瓦肯人发生第一次接触不过数十年时间，地球的空间技术还十分落后，尚无法突破曲速2级，只能在太阳系周边星系活动，即便是如此短的距离也需要十分漫长的航行过程。落后的科技使人类始终无法迈进深空，另一方面，人类的盟友瓦肯人又认为地球才刚刚进入曲速时代，还需要一段时间的观察以确定人类是否有能力开展深空旅行，故而不愿向人类分享先进的曲速技术。

处于困境的地球政府只好自寻出路，启动了独立的曲速引擎研究项目。但是不久之后研究发起人亨利·亚契去世、泽弗兰·科克伦失蹤，瓦肯政府又一再向地球施压，令研究项目几乎处于搁浅的状态。22世纪40年代，马克斯韦尔·福瑞斯特中将（Maxwell Forrester）开始主持研究项目，他意识到5级曲速引擎的潜力，便大加支持。

2144年，在尝试突破曲速2级时，为了测试新引擎的效果，NX项目负责团队建造了两艘原型飞船——NX-Alpha和NX-Beta，由A·G·罗宾逊担任试飞员，但试飞过程中，在突破曲速2时，NX-Alpha反物质注射器发生故障，儘管福瑞斯特上将下达终止命令，但罗宾逊自认为可以成功，拒绝执行命令并继续加速，结果NX-Alpha在达到曲速2.2级时爆炸，罗宾逊弹射逃生。

罗宾逊的鲁莽行为招致瓦肯方面的巨大压力，NX项目可能被无限期延长，同为试飞员的乔纳森·亚契中校（Jonathan Archer，亨利·亚契的儿子）和项目工程师查尔斯·“崔普”·塔克三世上尉（Charles "Trip" Tucker III）为了挽救NX项目、证明曲速5级引擎的可行性，私下会面，试图解决引擎试飞中反物质混合物不均匀造成的故障，罗宾逊与亚契趁夜偷走NX-Beta进行试飞，亚契担当了此次试飞的首席驾驶员，塔克则留在地面对反物质注射器进行远程诊断。最终，NX-Beta成功排除故障，稳定地保持在曲速2.5级，证明了新引擎的可靠性，事后调查过程中，亚契慷慨激昂的陈词打动了调查组，虽然两名试飞员被禁飞3个月，但NX项目被保住了。几个月后，试飞员杜韦尔（Duvall）驾驶NX-Delta成功完成曲速3级测试，NX项目进入实际运作阶段，NX级星舰计画正式立项。

2151年4月12日，NX级星舰首舰企业号（Enterprise，NX-01）首航，由新晋上校的乔纳森·亚契指挥，由于突发事故——克林贡人克朗（Klaang）驾驶飞船坠毁在地球上，克林贡方面要求立刻归还他，而当时只有企业号能及时前往克林贡母星克罗诺斯——因此企业号比原计画提前数周起航，但提前起航的方案受到瓦肯方面的反对，他们认为人类尚不具备深空探险的条件，并拒绝提供瓦肯星图。最后，作为妥协方案，瓦肯提供了星图，同时安排了瓦肯最高指挥部的特珀（T'pol）準中校以观察员身份留驻企业号。

由于提前离港，企业号的配置工作并未完成：氘核鱼雷发射管未校準，3门相位加农炮没有安装。这给企业号的航行造成很大困扰，船员们不得不在航行过程中慢慢完成这些本该在星港中处理的工作：鱼雷发射管在2151年5月的一次遭遇战中途完成校準；相位加农炮则是在9月同不明外星人的一次战斗前，船员们照着图纸加班加点赶工拼装上去的。

企业号任务徽章

2153年3月新地袭击地球事件发生后，企业号被召回了地球，为了应对新地人的威胁，企业号进行了改装，并于4月24日完工起锚，新安装了通用翻译机、光子鱼雷发射器、一间指挥中心和额外的9门相位加农炮。

2154年2月，经过漫长的寻找后，企业号在阿扎提主星找到了行星武器，并与建造它的新地人发生了一场以一敌百的恶战，经过亚契的努力游说，新地人暂时停火，但企业号依然受到了严重损坏：14名船员阵亡，主要系统几乎全部离线，除了1门相位加农炮和尾部鱼雷发射器外的武器全部无法使用，曲速线圈彻底报废。

但是，企业号最终克服困难，摧毁了新地人的武器，并与新地人达成和解，在新地鱼族的帮助下返航，儘管途中遭遇了一次时空异常，但企业号依然返回了家园。之后，企业号继续在星际舰队服役，并直到2161年功成身退。

由于原定舰长A·G·罗宾逊意外去世，因此哥伦比亚号改由埃里卡·埃尔南德斯（Erika Hernandez）上校指挥。在2153年，也就是新地袭击事件之前，她号还处于建造状态。之后又遭遇一系列引擎故障，不得不推迟起航时间，在企业号轮机长查尔斯·塔克中校调任哥伦比亚号，解决轮机故障之后才完工离港。

相比原型舰企业号，哥伦比亚号有了较大的改进，她的舰壳极化率提升了20%，加装了腹部、背部光子鱼雷发射管，和脉冲相位炮，舰桥上安装了EPS导管。

哥伦比亚号任务徽章

在NX-02哥伦比亚号之后还有另外两艘NX级星舰处于建设状态。

镜像宇宙中的NX级星舰隶属人类星际舰队，属于战列巡洋舰，包括帝国星舰企业号（ISS Enterprise，NX-01）和帝国星舰复仇者号（ISS Avenger，NX-09）等都作为旗舰服役。相比元宇宙，镜像宇宙中的NX级略微先进一些，原因在于2063年第一次接触时，人类杀死瓦肯人，窃取了T'Plana-Hath号上的科技并为己所用。

2259年，在亚历山大·马库斯上将的办公室里摆放了一个NX-01企业号的模型。

NX级星舰的主体结构分为两部分：碟部和推进部。

NX级舰艏的偏导变流碟

碟部分为7层（从A甲板到G甲板依次上下排列），在碟部D甲板和E甲板、E甲板和F甲板之间还各有一个夹层用来排布等离子管道，碟部两侧各设定了对接连线埠，直通E甲板。

推进部与碟部后方相连线，推进部的左右两侧安装了一对对称的曲速推进器。

NX级星舰通过尾部的一对引擎产生曲速场进行超光速飞行，最大速度为曲速5.6级——这是当时地球星舰最快的速度——巡航速度曲速4.5级。而在平行时间线中，经过改装的企业号甚至可以达到曲速6.9级。为了防止曲速飞行时撞上宇宙尘埃，在碟部的最前端有一台偏导变流碟。NX级星舰的尾部与曲速引擎衔接的位置装有一对脉冲引擎，通过排放曲速引擎产生的等离子废气进行亚光速飞行。

为了避免引发不必要的冲突，NX级星舰最初的武器设计儘可能保持“低调”，只装备了三门相位加农炮、等离子加农炮和氘核鱼雷，但企业号的试航证明后两种武器在面对强大的敌人时根本派不上用场，经乔纳森·亚契的建议，2153年，NX级进行了全面升级，相位加农炮数量从三门增加到十二门，同时拆掉了氘核鱼雷，换装新式光子鱼雷。2154年，相位加农炮又全部被升级成脉冲相位加农炮。

NX级相位加农炮开火

儘管NX级上套用了当时地球最先进的技术，但和瓦肯、安多利亚、克林贡、罗慕伦这些强大种族的飞船比依然相形见绌，譬如大部分外星种族飞船普遍都配备有牵引光束、护盾，而NX级只装备抓钩，并能通过电磁极化舰壳减少武器对船体造成的伤害，在企业号的实战过程中也证明NX级的武器威力不足，她装备的相位炮在瓦肯巡洋舰上甚至连条划痕都留不下。

舰桥是每艘星舰的神经中枢，这里控制着飞船上的所有关键系统，指挥员的各种命令即是从此处下达的。

NX-01 企业号舰桥（早期型）

NX级星舰舰桥位于碟部顶端，呈正圆形，内部布置了各种各样的工作站。其中科学官、通讯官的工作站位于左侧，安全官、轮机长的工作站位于右侧，舵手的操作台位于正前方，而舰长的宝座则被这些工作站环绕在正中心。

所有工作站都面向正前方隔板上的巨幅显示屏，指挥员可以通过这块显示屏了解舱外环境、遥测数据，进行视频通信等等。在显示屏两侧各开有一扇通向下层甲板的舱门，舰桥中部亦有対应的两扇门，分别通往涡轮电梯和舰长待命室。舰桥尾部则被隔离开来作为简报室，这里也有一扇通往下层甲板的舱门。

二号舰哥伦比亚号在舰桥舵手操作台左侧和舰长座位的后方新安装了一些导管，舰长座位扶手上的操作面板也换装了新式的，之后企业号在2161年进行了同样的改造。

NX-02 哥伦比亚号舰桥

在企业号开展神域之旅前，飞船上还对控制系统进行了一次升级，一间货仓被改造成控制中心，必要时可以作为临时舰桥，接管全舰控制权。

走廊由金属材料组装而成，墙壁上分布了许多通讯面板。为了保证强度，避免出现晃动，走廊墙板被弧形承重柱分割开来，这些承重柱在星舰遭受入侵的情况下也可以成为掩体。

NX级走廊

NX级的轮机室位于碟部中心区靠后部位一间占用了D、E两层甲板的舱室，D层甲板呈中空的天井状，四周被各种监控设备围绕，E甲板正中心搭载了人类历史上第一种能够加速至曲速5级的曲速反应堆，曲速等离子由此处输入两侧的注射器，驱动巨大的曲速线圈，生成曲速场。

NX级轮机室

NX级仅有的一间医务室位于D甲板，房间呈正圆形，採用了开放式布局。房间中央布置了一张可活动的手术床，两头正对着大门和成像仪。成像仪右侧为留观区，设有三张床位，分别用布帘隔开，为需要长期住院观察的重病船员提供服务。旁边则是药库。成像仪左侧则是医学实验室，其中装配了当时地球上最先进的医学设备。

NX级医务室

武器室用作鱼雷和相位炮的发射控制室，房间正前方甲板上安装了控制台，用来操作武器系统，两侧则分别是氘核鱼雷的扬弹机。NX级的大部分武器都被储放在武器室里，舰上另有14个武器库。

NX级武器室（早期型）

2153年，武器室作为重点项目进行了改进，氘核鱼雷发射系统基本停用，而操控面板的位置被垫高，形成一个平台，其下方增设了光子鱼雷扬弹机，后面还架起了一个弹药架，使鱼雷发射器的发射速度大大提高。

NX级武器室（改进型）

儘管实用传送器早在2139年就已经被製造出来，但公众普遍对传送器（尤其是传送生物）充满不信任，怀疑传送过程是否会对健康造成危害，以及通过传送后的人是本人抑或只是一个完美的複製品？由于这些质疑，星际舰队才一直没有大量装备传送器，NX级是星际舰队中首批装备经过生物认证的传送器的星舰，但在企业号的早期航行中，船员们也只是在紧急情况下使用传送器，直到神域事件后才开始习惯被传送。

NX级传送室（早期型）

传送室位于D甲板中心走廊上一处凹室内，通过一个操作板控制。

餐厅位于E甲板，可容纳10张三人圆桌，在周四的时候这里则会改成电影院。靠近门一侧的墙板上有蛋白质重组仪，可提供简单的食品和饮料，複杂的食品则由厨房提供，厨房旁边是舰长餐室。

NX级餐厅

NX级舰长餐室

NX级上的植物园採用水耕法种植，为船员们的长期航行提供水果和蔬菜。

舰上87名船员的舱室分布于B甲板到E甲板，大部分都是双人间，而且密闭不靠窗，只有一些高级军官住靠窗的单人间。D甲板和G甲板上还有几间为客人準备的贵宾室。

NX级船员舱室

NX级的太空梭库位于底部的E甲板和F甲板，通常备有两架太空梭。太空梭库本身是一个巨大的气闸舱，地板上有四扇对开式闸门，供太空梭出入。天花板上则安装了可以伸出机库的活动式电磁抓钩，用以回收太空梭。机库E甲板位置呈天井状，有横向桥樑连线，船员可通过桥樑上的活动楼梯进入太空梭顶部入口。靠舰艏方向为机库控制室。