Rancangan ini bermula dengan pengenalan singkat yang dirakamkan oleh Presiden Amerika Syarikat, Barack Obama yang menggambarkan "semangat penemuan" yang siri ini bercita-cita untuk memberi kepada penontonnya.[26][27]

Tyson membuka episod ini untuk merenungkan kepentingan Cosmos asal Sagan, dan matlamat siri ini. Beliau memperkenalkan penonton kepada "Ship of Imagination", peranti penceritaan rancangan untuk meneroka masa lalu, masa kini, dan masa depan alam semesta. Tyson membawa penonton untuk menunjukkan di mana kedudukan Bumi di ruang lingkup alam semesta yang dikenali, mendefinisikan "alamat" bumi dalam Gugusan Besar Virgo. Tyson menjelaskan bagaimana manusia tidak selalu melihat alam semesta dengan cara ini, dan menggambarkan kesukaran dan penganiayaan dari Renaissance Itali Giordano Bruno dalam mencabar model geosentrik yang berlaku oleh Gereja Katolik. Untuk menunjukkan visi Bruno tentang tatanan kosmik, beliau menggunakan adaptasi animasi ukiran Flammarion, ilustrasi abad ke-19 yang kini menjadi mimpi biasa untuk mendedahkan misteri Alam Semesta.

Episod ini merangkumi beberapa aspek asal usul hidup dan evolusi. Tyson menggambarkan kedua-dua pilihan buatan melalui pembiakan selektif, menggunakan contoh penghijrahan manusia dari serigala ke anjing, dan pemilihan semula jadi yang mencipta spesies seperti beruang kutub. Tyson menggunakan Ship of Imagination untuk menunjukkan bagaimana DNA, gen, dan mutasi kerja, dan bagaimana ini membawa kepada kepelbagaian spesis yang diwakili oleh Pohon kehidupan, termasuk bagaimana organ yang kompleks seperti mata muncul sebagai unsur yang sama.

Episod bermula dengan Tyson menggambarkan bagaimana pengenalan corak dimanifestasikan dalam tamadun awal menggunakan astronomi dan astrologi untuk meramalkan kelewatan musim, termasuk bagaimana perjalanan komet sering diambil sebagai pertanda. Tyson terus menerangkan bahawa asal-usul komet hanya diketahui pada abad ke-20 disebabkan karya Jan Oort dan hipotesisnya terhadap awan Oort.

Tyson kemudiannya menyambung kerjasama antara Edmond Halley dan Isaac Newton pada akhir abad ke-17 di Cambridge. Kerjasama itu akan menghasilkan penerbitan Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, karya utama pertama untuk menggambarkan hukum fizik dalam istilah matematik, walaupun bantahan dan tuntutan plagiarisme dari Robert Hooke dan kesulitan kewangan Royal Society of London. Tyson menerangkan bagaimana kerja ini mencabar gagasan yang berlaku bahawa Tuhan telah merancang langit, tetapi akhirnya akan mempengaruhi banyak faktor kehidupan moden, termasuk penerbangan angkasa.

Tyson memulakan episod dengan menjelaskan sifat kelajuan cahaya dan berapa banyak yang dilihat dari alam semesta yang dapat dilihat dari cahaya yang dihasilkan dari berbilion tahun dahulu. Tyson seterusnya menerangkan bagaimana astronomi moden telah menggunakan analisis sedemikian melalui masa yang mendalam untuk mengenal pasti peristiwa Big Bang dan usia alam semesta.

Tyson menerangkan carakerja Isaac Newton, William Herschel, Michael Faraday, dan James Clerk Maxwell menyumbang untuk memahami sifat gelombang elektromagnetik dan gaya graviti, dan bagaimana kerja ini membawa kepada Teori kerelatifan Albert Einstein, bahawa kelajuan cahaya adalah pemalar asas alam semesta dan graviti boleh dilihat sebagai penyelewengan kain ruang-waktu. Tyson menggambarkan konsep bintang-bintang gelap seperti yang dikemukakan oleh John Michell yang tidak kelihatan tetapi dapat dikesan dengan menjejaki bintang-bintang lain yang terperangkap dalam telaga graviti mereka, suatu idea Herschel digunakan untuk menemui bintang-bintang binari.

Tyson kemudian menerangkan sifat lubang hitam, daya graviti yang sangat besar yang dapat menangkap cahaya, dan penemuan mereka melalui sumber sinar-X seperti Cygnus X-1. Tyson menggunakan Kapal Imaginasi untuk memberi postulat mengenai pergerakan pelancapan masa dan masa yang memasuki hujung peristiwa lohong hitam, dan kemungkinan bahawa ini boleh membawa kepada titik lain dalam alam semesta kita atau orang lain, atau bahkan perjalanan masa. Tyson akhirnya menyatakan bahawa anak lelaki Herschel, John akan diilhami oleh bapanya untuk terus mendokumentasikan bintang-bintang terkenal serta sumbangan terhadap fotografi yang memainkan sifat yang sama dalam masa yang digunakan oleh ahli astronomi.

Episod ini menerokai teori gelombang cahaya seperti yang dipelajari oleh manusia, mencatat bahawa cahaya telah memainkan peranan penting dalam kemajuan saintifik, dengan eksperimen awal sedemikian sejak lebih 2000 tahun yang lalu melibatkan kamera obskura oleh ahli falsafah Cina Mo Tzu. Tyson menggambarkan karya saintis Arab abad ke-11, Ibn al-Haytham, yang dianggap sebagai salah satu yang pertama menumpukan pada sifat cahaya dan optik yang membawa kepada konsep teleskop, serta salah satu penyelidik pertama yang menggunakan kaedah saintifik.

Episod ini melihat sifat alam semesta pada skala mikro dan atom, menggunakan Kapal Imaginasi untuk meneroka alam ini. Tyson menerangkan beberapa mikroorganisma yang hidup dalam penurunan embun, menunjukkan paramecium dan tardigred. Beliau meneruskan untuk membincangkan bagaimana tumbuhan menggunakan fotosintesis melalui kloroplas mereka untuk mengubah cahaya matahari menjadi reaksi kimia yang menukar karbon dioksida dan air menjadi oksigen dan gula yang kaya dengan tenaga. Tyson kemudian membincangkan sifat molekul dan atom dan bagaimana ia berkaitan dengan evolusi spesies. Beliau menggunakan contoh yang dikemukakan oleh Charles Darwin yang memperlihatkan kewujudan rama-rama sfinks Morgan yang panjang-panjang berdasarkan sifat anggrek komet dengan debunga jauh di dalam bunga. Beliau juga menunjukkan bahawa aroma dari bunga digunakan untuk mencetuskan pusat kilang lama di otak, merangsang minda untuk mengancam untuk membantu dalam kemandirian spesies.

Episod ini berpusat di sekitar bagaimana sains, khususnya kerja-kerja Clair Patterson (disuarakan dalam urutan animasi oleh Richard Gere)[34] di pertengahan abad ke-20, dapat menentukan usia Bumi. Tyson mula-mula menerangkan bagaimana Bumi terbentuk daripada proses penggabungan materi beberapa juta tahun selepas pembentukan Matahari, dan sementara para saintis dapat mengkaji pembentukan dalam batuan batu hingga kini beberapa peristiwa geologi, ini hanya dapat mengesan kembali jutaan tahun. Sebaliknya, saintis telah menggunakan serpihan dari kesan meteor, seperti Kawah Meteor di Arizona, mengetahui bahawa bahan dari meteor tersebut berasal dari lingkaran asteroid akan dibuat pada masa yang sama dengan Bumi.

Tyson kemudian menggariskan kerja Patterson melakukan sebagai seorang siswazah di bawah penasihatnya Harrison Brown untuk memberikan hitungan yang tepat memimpin dalam zirkon zarah dari Kawah Meteor, dan untuk bekerja dengan hasil yang sama dikumpul oleh George Tilton pada jumlah uranium; dengan separuh hayat pereputan radioaktif uranium kepada plumbum, ini akan digunakan untuk menganggarkan usia Bumi. Patterson mendapati bahawa hasilnya tercemar oleh petunjuk dari persekitaran selesa, berbanding dengan keputusan Tilton, dan memerlukan pembinaan bilik bersih ultra tinggi yang pertama untuk menghapuskan semua jejantas alam sekitar. Dengan hasil yang bersih ini, Patterson mampu menganggarkan usia Bumi hingga 4.5 bilion tahun.

Episod ini memberikan gambaran mengenai komposisi bintang, dan nasib mereka dalam berbilion tahun. Tyson menerangkan bagaimana manusia awal dapat mengenal pasti bintang melalui penggunaan buruj yang terikat dengan pelbagai mitos dan kepercayaan, seperti Pleiades. Tyson menggambarkan kerja-kerja Edward Charles Pickering untuk menangkap spektrum berbilang bintang serentak, dan kerja-kerja Harvard Computers atau "Pickering's Harem", satu pasukan penyelidik wanita di bawah bimbingan Pickering, untuk mengkaji spektrum tersebut. Pasukan ini termasuk Annie Jump Cannon, yang membangunkan sistem pengelasan najam, dan Henrietta Swan Leavitt, yang menemui cara untuk mengukur jarak dari bintang ke bumi dengan spektrumnya, kemudian digunakan untuk mengenal pasti galaksi lain di alam semesta. Kemudian, pasukan ini termasuk Cecilia Payne, yang akan membangun persahabatan yang baik dengan Cannon; Tesis Payne berdasarkan karyanya dengan Cannon dapat menentukan komposisi dan suhu bintang, berkolaborasi dengan sistem klasifikasi Cannon.

Episod ini meneroka paleogeografi Bumi selama berjuta-juta tahun, dan kesannya terhadap perkembangan kehidupan di planet ini. Tyson bermula dengan menjelaskan bahawa pokok yang kaya dengan lignin berevolusi di zaman Karbon sekitar 300 juta tahun yang lalu, tidak dapat dimakan oleh spesies pada masa itu dan sebaliknya akan jatuh dan menjadi arang batu kaya karbon. Sekitar 50 juta tahun kemudian, menjelang akhir tempoh Permian, aktiviti gunung berapi akan membakar bahan berkarbonat, melepaskan komponen karbon dioksida dan berasid, mewujudkan kesan gas rumah hijau yang mendadak yang menghangatkan lautan dan mengeluarkan metana dari katil laut, semua menuju ke arah peristiwa kepupusan Perm-Triasik, membunuh 90% spesies di Bumi.

Tyson kemudian menerangkan sifat tektonik plat yang akan membentuk tanah besar dunia. Tyson menerangkan bagaimana saintis seperti Abraham Ortelius menegaskan gagasan bahawa massa tanah mungkin telah disambungkan pada masa lalu, Alfred Wegener yang menghipbegasikan idea tentang Pangea super benua dan teori hanyutan benua walaupun idea yang lazim membanjiri jambatan tanah pada masa itu, dan Bruce C. Heezen dan Marie Tharp yang menemui Rabung Tengah Atlantik yang menyokong teori plat tektonik. Tyson menerangkan bagaimana landasan bumi terletak di atas mantel, yang bergerak disebabkan oleh gerakan dan haba teras luar bumi dan dalaman.

Episod ini memberikan gambaran tentang sifat elektromagnetisme, seperti ditemui melalui karya Michael Faraday. Tyson menerangkan bagaimana idea daya alam yang lain, sama dengan daya graviti, telah diulas oleh Isaac Newton sebelum ini. Tyson berterusan di Faraday, yang berasal dari permulaan yang buruk, akan menjadi berminat mempelajari elektrik setelah membaca buku dan melihat kuliah oleh Humphry Davy di Institut Diraja. Davy akan mengupah Faraday selepas melihat nota-nota luas yang telah diambilnya untuk bertindak sebagai setiausaha dan pembantu makmalnya.

Selepas Davy dan ahli kimia William Hyde Wollaston tidak berjaya membina penemuan Hans Christian Ørsted tentang fenomena elektromagnetik untuk memanfaatkan keupayaan untuk mencipta gerakan dari elektrik, Faraday mampu mencipta peranti sendiri untuk mencipta motor elektrik pertama dengan menggunakan elektrik sejajar sepanjang magnet. Davy, terperanjat atas terobosan Faraday, meletakkan Faraday atas tugas memperbaiki kualiti kaca optik berkualiti tinggi, menghalang Faraday daripada meneruskan penyelidikannya. Faraday, yang tidak berdosa, terus bekerja di Institut Diraja, dan mencipta Kuliah Krismas yang direka untuk mengajar sains kepada kanak-kanak. Berikutan kematian Davy, Faraday kembali ke usaha sepenuh masa mempelajari elektromagnetisme, mencipta penjana elektrik pertama dengan memasukkan magnet dalam gegelung dawai.

Episod ini merangkumi bagaimana kehidupan boleh berkembang di Bumi dan kemungkinan hidup di planet lain. Tyson bermula dengan menjelaskan bagaimana perkembangan sistem penulisan manusia membolehkan pemindahan maklumat melalui generasi, menggambarkan bagaimana Puteri Enheduanna ca. 2280 SM akan menjadi salah satu yang pertama menandatangani namanya untuk karya-karyanya, dan bagaimana Gilgamesh mengumpul cerita, termasuk Utnapishtim yang mendokumentasikan banjir yang hebat berbanding dengan kisah Bahtera Nabi Nuh. Tyson menerangkan bagaimana DNA juga merekodkan maklumat untuk menyebarkan kehidupan, dan mempostulasi teori tentang bagaimana DNA berasal di Bumi, termasuk evolusi dari kolam pasang cetek, atau dari peluru meteor dari planet-planet lain. Dalam kes yang kedua, Tyson menjelaskan bagaimana membandingkan komposisi meteorit Nakhla pada tahun 1911 kepada hasil yang dikumpulkan oleh program Viking menunjukkan bahawa bahan dari Marikh boleh transit ke Bumi, dan kemampuan beberapa mikrob untuk bertahan dalam keadaan ruang yang keras. Dengan gerakan sistem suria melalui galaksi selama berbilion tahun, kehidupan dapat dibayangkan dari planet ke planet dengan cara yang sama.

Episod ini meneroka sifat kesan rumah hijau (ditemui oleh Joseph Fourier dan Svante Arrhenius), dan bukti menunjukkan kewujudan pemanasan global dari pengaruh manusia. Tyson bermula dengan menggambarkan sejarah jangka panjang planet Zuhrah; berdasarkan bacaan dari siri Venera dari prob ke planet ini, planet itu pernah mempunyai lautan dan atmosfera, tetapi disebabkan pelepasan karbon dioksida dari letusan gunung berapi, kesan rumah hijau yang melarikan diri ke Zuhrah menyebabkan suhu permukaan meningkat dan direbus lautan.

Tyson kemudian menyatakan bahawa sifat karbon dioksida yang sangat halus di atmosfera boleh mempengaruhi iklim bumi akibat kesan rumah hijau, dan tahap karbon dioksida telah meningkat sejak permulaan abad ke-20. Bukti menunjukkan bahawa ini adalah dari penggunaan minyak, arang batu, dan gas daripada manusia daripada letusan gunung berapi kerana jejak isotop karbon dioksida. Peningkatan karbon dioksida telah membawa kepada peningkatan suhu, sekali gus membawa kepada gelung umpan balik positif dari topi ais kutub lebur dan pengurangan permafrost untuk meningkatkan tahap karbon dioksida.

Tyson memulakan episod itu dengan memaklumkan bagaimana pemusnahan Perpustakaan Alexandria kehilangan banyak pengetahuan umat manusia pada masa itu. Dia kemudian membezakan mengenai usaha untuk kemanusiaan untuk terus menemui fakta-fakta baru tentang alam semesta dan keperluan untuk tidak menutup penemuan selanjutnya.

Tyson kemudiannya menerangkan tentang penemuan sinar kosmik oleh Victor Hess melalui perjalanan belon tinggi, di mana radiasi meningkat semakin jauh dari permukaan. Ahli astronomi Switzerland, Fritz Zwicky, dalam mengkaji supernova, menyatakan bahawa sinar kosmik ini berasal dari peristiwa-peristiwa ini dan bukannya radiasi elektromagnetik. Zwicky akan terus belajar supernova, dan dengan melihat lilin standard yang mereka pancarkan, menganggarkan pergerakan galaksi di alam semesta. Pengiraannya mencadangkan bahawa mesti terdapat lebih banyak massa di alam semesta daripada yang terlihat di galaksi yang dapat dilihat, dan memanggil jirim gelap ini. Pada mulanya dilupakan, teori Zwicky telah disahkan oleh karya Vera Rubin, yang mengamati bahawa putaran bintang di pinggir galaksi yang dapat dilihat tidak mengikuti kelakuan putaran yang diharapkan tanpa mempertimbangkan jirim gelap. Ini seterusnya membawa kepada cadangan tenaga gelap sebagai teori yang berdaya maju untuk menyumbang kepada peningkatan pengembangan alam semesta.

Tyson kemudian menerangkan perjalanan antarabanintang, dengan menggunakan dua prob Voyager. Selain kebolehan untuk mengenal pasti beberapa ciri di planet-planet sistem suria, Voyager 1 dapat membuktikan kewujudan heliosfera pembolehubah Matahari yang membantu menghalang Sistem Suria daripada angin antarabintang. Tyson menerangkan peranan Carl Sagan dalam program Voyager, termasuk mewujudkan Rekod Emas Voyager untuk merangkum manusia dan kedudukan Bumi di alam semesta, dan meyakinkan pengarah program untuk mempunyai Voyager 1 untuk mengambil gambar Bumi dari luar orbit Neptun, mewujudkan imej Pale Blue Dot. Tyson menyimpulkan siri itu dengan menekankan mesej Sagan mengenai keadaan manusia dalam luas alam semesta, dan untuk menggalakkan penonton untuk terus meneroka dan menemui apa lagi yang ditawarkan oleh alam semesta.