„Expedition Sternenhimmel: Unterwegs zur Milchstraße – Australien“ nimmt die Zuschauer mit auf eine spektakuläre Reise unter den nächtlichen Himmel der Südhalbkugel. Der Fotograf John Goldsmith fängt in seinen atemberaubenden Aufnahmen die magische Schönheit des australischen Sternenhimmels ein: Stunden vergehen wie im Fluge, der aufgehende Vollmond scheint so hell wie die Sonne, und die Milchstraße zieht als leuchtendes Band über die weite Landschaft. Von Perth aus startet John seine Expedition zum Salzsee Lake Ballard, einem Ort voller Geheimnisse und Mythen.
Auf seiner Reise interessiert sich John Goldsmith besonders für die alten Geschichten und Sternzeichen der Aborigines, der Ureinwohner Australiens. Am Salzsee trifft er zwei Aborigine-Frauen, die ihm am Lagerfeuer die Legende von den sieben Schwestern erzählen, einem der bekanntesten Sternbilder ihrer Kultur. Im zweiten Teil seiner Reise wird John vom Fotografen Scott Murray begleitet. Gemeinsam fahren sie von der Küstenstadt Broome zum Wolfe Creek Crater, einem der größten Meteoritenkrater der Welt.
Während ihrer Fahrt fangen sie die Schönheit des „Himmels-Emu“ ein, einem Sternzeichen der Aborigines, das in den dunklen Bereichen der Milchstraße versteckt ist und nur bei absoluter Dunkelheit sichtbar wird. Am Wolfe Creek Crater hofft John, zum ersten Mal einen Sternschnuppenschauer in einer Timelapse-Aufnahme festzuhalten, ein Unterfangen, das ihm bisher noch nie gelungen ist. Doch das Wetter stellt die beiden Fotografen vor unerwartete Herausforderungen: Gewitter und Regengüsse versperren den Weg. Schließlich chartern sie einen Hubschrauber, um den Krater rechtzeitig zu erreichen und die einzigartige Gelegenheit nicht zu verpassen.