Dans les premiers temps de la navigation spatiale, les équipages s'alimentaient en recourant à des rations reconstituées ou en cuisant à l'ancienne. Actuellement, les réplicateurs procurent une nutrition peu coûteuse en énergie tout en restant savoureuse.

Bien que les coûts énergétiques de la duplication soient relativement élevés, ce système présente un certain nombre d'avantages par rapport aux modes traditionnels de stockage et de préparation. La masse totale des denrées à stocker pour procurer un dixième des mets disponibles au menu du réplicateur serait vingt fois supérieure à celle de la matière brute du système moderne, et les restes ne pourraient être recyclés comme ils le sont désormais.

Le fractionnement osmotique et électrolytique des matières résiduelles permet le réemploi d'une proportion de ces stocks allant jusqu'à 82%. On peut aussi dupliquer les stocks de matière alimentaire à partir de ceux de matière brute indéfinie, mais le coût énergétique est plus important.

Un réplicateur est un dispositif intégrant un moteur de téléportation à basse résolution, employé pour transformer la matière brute en n'importe quel objet inanimé, ce à condition qu'un modèle moléculaire du résultat souhaité soit stocké dans sa mémoire. L'apparition et l'acceptation de cette technologie, dans la première moitié du XXIVe siècle, ont transformé à jamais les voyages spatiaux. Les systèmes des spationefs comprennent généralement deux types de réplicateurs, servant respectivement à reproduire des aliments et du matériel. A bord d'un vaisseau de classe Galaxy tel que l'Enterprise-D, ces dispositifs se trouvent sur le pont 12 du module soucoupe et le pont 34 de la salle de commande des machines. L'accès au système de duplication s'effectue par le biais d'un réplicateur terminal. Tous les quartiers de l'équipage contiennent des terminaux individuels; des terminaux plus importants sont situés sur la passerelle de commandement, au bar l'Avant-toute, dans le bureau privé du capitaine et dans les lieux où se rassemble habituellement le personnel.

Outre les terminaux principaux, des terminaux spécialisés sont implantés en divers endroits: on trouve notamment des réplicateurs médicaux à l'infirmerie, où sont recréés des médicaments et des fournitures médicales rares. Les réplicateurs permettent aux médecins d'appliquer précisément le traitement voulu plutôt que de faire face à la situation avec les ressources forcément limitées transportables à bord. Le réplicateur de matériel, situé dans la salle des machines, produit des pièces et des outils, un inventaire minutieux des pièces de rechange d'urgence est toutefois tenu à jour, dans la mesure où les réplicateurs sont susceptibles de tomber en panne lors d'une situation critique. Au centre de duplication, un réplicateur commercial propose à l'équipage des articles sortant de l'ordinaire, pendant que, dans le département de traitement des déchets, un système de recyclage presque entièrement automatisé se sert de réplicateurs pour transformer de dangereux produits toxiques en objets inertes, et des résidus "propres" en matières premières qui sont ensuite réinjectées dans le système.

Obtenir un repas au moyen du réplicateur est d'une extrême simplicité. Le membre d'équipage affamé se place devant un terminal de réplicateur et passe sa commande, vocalement ou au moyen du panneau de commande utilisateur. Dès que la commande est lancée, le système de duplication des aliments se met en marche. La commande est rapidement mise en parallèle avec un ou plusieurs des 4500 modèles de mets que recèle la base de données du réplicateur. Une fois les modèles mis en mémoire, le réplicateur dématérialise un volume approprié de matière brute spéciale stockée à cet effet. Cette matière est ensuite renvoyée vers le terminal d'où a été passée la commande; le réplicateur réagence les atomes en fonction des instructions modélisées. L'utilisateur assiste à la matérialisation de son repas dans la chambre de transition de phase du terminal. Le cycle complet, de la commande à la réception du repas, ne prend que quelques secondes. La matière première se compose de particules organiques en suspension, dont la structure correspond à peu près à celle des aliments dupliqués, de sorte que le temps et l'énergie nécessaires à la réorganisation de la matière sont très nettement inférieurs à ce qu'ils seraient en partant d'un matériau de base exogène. De plus, la matière première est stockée sous forme comprimée, elle donne donc une quantité de produits de synthèse plus importante que le volume initial. Si les aliments dupliqués ont l'aspect et la saveur des produits véritables, les modèles ne contiennent que des données numérisées créées au niveau moléculaire alors que les téléporteurs, assurant le traitement en toute sécurité d'êtres vivants, les réplicateurs font appel à des mesures au niveau quantique pour le stockage d'images numérisées.

Le modèle de réplication exploite la reproduction des instructions et la définition des instructions et la définition de moyennes pour réduire l'espace de stockage informatique. l'un des inconvénients est que les aliments dupliqués recèlent fréquemment des erreurs de signal. Le goût et le contenu nutritionnel des mets n'en sont guère affectés, mais d'aucuns considèrent que leurs plats favoris ne sont "pas tout à fait parfaits" quand ils proviennent du réplicateur.

Le réplicateur fait souvent figure d'épiphénomène dans l'évolution technologique de la téléportation, et pourtant sa place dans l'histoire des voyages spatiaux ne devrait pas être sous-estimée. Grâce aux réplicateurs, les spationefs se sont affranchis de la nécessité de transporter des denrées dans le cosmos; la palette des menus s'est trouvée accrue; les ingénieurs et physiciens disposent dorénavant de presque tous les outils et instruments dont ils ont besoin. En résumé, les réplicateurs rendent les voyages prolongés beaucoup plus pratiques.