La novela parte de una premisa arriesgada: como en el universo hay millones y millones de estrellas con sistemas planetarios, tiene que haber a su vez una gran cantidad de vida por descubrir. De esta manera, esta nave transporta a un elevado grupo de científicos y/o especialistas en múltiples ramas de la ciencia a través del espacio conocido, confrontándolos con diferentes amenazas, las cuales deben resolver desde el consenso y el pensamiento intelectual.

Grosvenor, uno de esos especialistas, insiste con someter a la política de la nave a prueba del nexialismo. Esta disciplina, también llamada por aquel como "holismo aplicado", es definida por el mismo Grosvenor como "la ciencia de unir ordenadamente el conocimiento de una especialidad con el de otras especialidades"; en este sentido, Grosvenor busca impulsar un cambio político dentro de la nave, cambio al que otros se resisten. Ciertas cuestiones que integran el nexialismo tienen puntos en común con la Dianética de L. Ron Hubbard, metodología que fundó las bases para la Cienciología, tema para otro artículo.

Con ese trasfondo de conflicto latente, se producen encuentros cercanos con diversas especies las cuales matan a muchos humanos y ponen de relieve las diferencias e incongruencias en las decisiones que deben tomarse para afrontar este peligro.

Técnicamente, se puede llamar a El viaje del Beagle espacial un fix-up, ya que se compone de cuatro relatos más o menos extensos ya publicados en años anteriores, y que describen aventuras a bordo de esta nave. Estas historias relatan episodios contra alienígenas zoomorfos, formas de vida telepáticas, otros seres de vidas cuasi-eternas y conciencias estelares que saltan de una galaxia a otra buscando de qué alimentarse para perdurar a través del tiempo.

A pesar de que el formato puede parecer forzado, ya que en algunos momentos de la novela el paso de un capítulo a otro tiende a quebrar la continuidad narrativa respecto del capítulo anterior, la historia mantiene un hilo conductor que gira alrededor de esa idea del ser humano superando todo obstáculo en su camino por conquistar lo inconquistable.