The Orville speelt zich een dikke driehonderd jaar in de toekomst af en volgt de avonturen van de U.S.S. Orville; een niet al te modern ontdekkingsruimteschip. Onder leiding van kapitein Ed Mercer moet de bemanning van dit schip allerlei missies uitvoeren en zullen ze de nodige beproevingen moeten doorstaan. Alsof alle ontdekkingsmissies nog niet lastig genoeg zijn, leiden de onderlinge verhoudingen tussen de bemanningsleden ook nog eens tot de nodige problemen.