Les Klingons sont originaires de la planète QonoS (prononcer "Kronos"), une planète à forte gravité, qui est la seconde planète du système. Elle mesure environ deux fois et demi la taille de la Terre et sa gravité est donc plus élevée. Dans un lointain passé, la planète était verdoyante, mais une catastrophe (probablement un astéroïde) bouleversa l'écosystème de ce monde. Le choc de la collision eut des répercussions énormes : l'angle de l'axe de la planète fut modifié et depuis ce jour, la planète subit des changements de saisons très violents. Les poussières soulevées provoquèrent un effet de serre à l'échelle planétaire et le choc de la collision engendra des séismes qui faillirent faire disparaître toute trace de vie. A cause de la disparition de la végétation, les espèces survivantes furent obligées de devenir carnivores pour survivre et les premiers proto-Klingons eurent à vivre dans des conditions très difficiles de lutte permanente dans un environnement hostile. L'organisme des Klingons reflète parfaitement la prédisposition des individus pour le combat : tous les organes vitaux sont doublés pour donner de plus grandes chances de survie en cas de blessure, la structure osseuse est plus solide et la colonne vertébrale est doublée d'une protection osseuse. Le sang, rose, permet un apport d'oxygène plus efficace que le sang humain, le coeur contient 5 chambres (au lieu de 4 pour l'Homme). Dans les temps préhistoriques Klingons, l'aspect de ces aliens était encore plus terrifiant qu'aujourd'hui : en plus de l'ossature interne, les Klingons possédaient un exo-squelette très solide. Le dos possédait des os saillants qui étaient autant d'armes. La tête était hérissée de pointes et touts les points sensibles étaient protégés : les arcades sourcillères, ainsi que les oreilles et le haut du crâne étaient protégés par des renforts osseux eux-mêmes couverts de pointes. Les yeux étaient protégés en étant profondément enfoncés dans les orbites. Enfin, la mâchoire était doublée d'une protection osseuse, elle-même renforcée par deux excroissances osseuses ressemblant à des mandibules.
Peut-être à cause du fait que les nuages obscurcissent le ciel en quasi-permanence, les Klingons n'ont pas de réelle religion et préfèrent appuyer leur vie sur l'Honneur. La mythologie Klingonne même s'oppose à l'idée de religion : il est dit que dans les temps anciens, Kortar, le premier Klingon, s'est révolté contre les dieux qui l'ont créé. Il fut alors condamné à mener sans fin la barque des âmes condamnées à l'Enfer (appelé Grethor (cf. épisode "Barge of the Dead")). En revanche, de nombreuses croyances sont liées à la vie après la mort : le paradis des guerriers, appelé Sto'Vo'Kor est promis aux Klingons qui ont su mourir avec honneur en combattant. Lors de la mort d'un guerrier, ses compagnons poussent un hurlement funèbre afin de prévenir les gardiens de Sto'Vo'Kor d'ouvrir les portes pour le nouveau venu (cf. épisode "Heart of Glory"). Le suicide est considéré comme contraire à l'honneur et interdit l'entrée du paradis à celui qui le commet. En revanche, un guerrier devenu impotent peut demander à mourir avec honneur lors de la cérémonie appelée Hegh'bat (cf. épisode "Sons of Mogh").
Les caractéristiques physiques des Klingons ont probablement modelé leur histoire puisque les premiers âges de QonoS sont synonymes de guerres interminables. La population est rassemblée en petits groupes, soumis à des seigneurs qui règnent sur des territoires plus ou moins étendus. De cette époque il reste une tradition profondément ancrée : celles des Maisons. Les grandes familles Klingonnes appartiennent à de prestigieuses Maisons qui possèdent les richesses nécessaires pour lever des armées et construire des armes. Après des décennies de guerre civile entre deux factions Klingonnes, un tyran du nom de Molor parvient à prendre le pouvoir et à établir sa domination sur la planète vers l'an 900 (calendrier Terrien). Ce règne, qui opprime les Klingons, est interrompu par Kahless qui provoque Molor en duel et le tue avec une arme qui deviendra légendaire : la Bat'leth (cf. épisode "The Sword of Kahless"). La légende raconte que Kahless fabriqua cette arme en trempant une mèche de ses cheveux dans la lave du volcan Kristak puis en la refroidissant dans le lac de Lursor. La mort du tyran fait accéder Kahless au rang de légende vivante. Il devient Kahless l'Inoubliable et est proclamé Empereur par le Haut Conseil Klingon (cf. épisode "Rightful Heir"). Son règne est placé sous le signe de l'honneur : lorsque Morath, le frère de Kahless déshonore sa famille, Kahless tue son frère en duel. La légende raconte que leur combat a duré 12 jours et 12 nuits. Après le plus long règne de l'Histoire Klingonne, Kahless meurt en 922 (calendrier Terrien). Avant sa mort, il indique une étoile et annonce que lorsqu'il reviendra, ce sera de cette étoile. De siècles plus tard, lors de leurs premiers voyages spatiaux, les Klingons coloniseront la seule planète habitable (Boreth) orbitant autour de cette étoile et y construiront un monastère. Pendant plus d'un millénaire après la mort de Kahless, les empereurs se succèdent à un rythme rapide car ils sont rapidement destitués ou assassinés. Vers l'an 2060 (calendrier Terrien), des émeutes se transforment en véritable guerre civile et mènent à la bataille de Tong Vey au cours de laquelle l'Empereur Sompek fait raser une ville entière. Une telle instabilité à la tête de l'Empire a pour conséquence un renforcement du pouvoir du Haut Conseil Klingon, composé des chefs de familles des plus grandes Maisons Klingonnes et gouverné par le Chancelier. Après la mort de Sompek, en 2069, le Haut Conseil interdit la proclamation d'un nouvel Empereur et règne dorénavant sur l'Empire Klingon (cf. épisode "Rightful Heir"). Cette situation durera jusqu'en 2369, date à laquelle le clone de Kahless est remis sur le trône, mais ne conservera qu'un rôle honorifique, le véritable pouvoir restant entre les mains du Chancelier.
La nature guerrière des Klingons rend leur expansion brutale et leur vaisseaux sont créés à leur image. Il s'agit de puissantes machines de guerre dont la solidité n'est plus à démontrer. Un vaisseau de classe Raptor rencontré par les Terriens en 2151 a une coque capable de résister à l'incroyable pression d'une géante gazeuse et à l'impact des ondes de choc de plusieurs torpilles à photon. Les vaisseaux Klingons sont équipés de moteurs de distorsions, de boucliers d'énergie de disrupteurs et de torpilles à photons. Le caractère guerrier de ce peuple leur apporte bien des ennemis et même les Vulcains, pour qui le contact avec d'autres races est primordial, ont décidé de ne pas laisser d'ambassade permanente sur QonoS. L'instabilité du pouvoir dans l'Empire Klingon est une fois de plus mise en évidence en 2150 lorsque les Sulibans, aidés par un mystérieux inconnu du 29ème siècle, essaient de provoquer une guerre civile. Le premier contact des Terriens avec les Klingons a lieu en 2151 lorsqu'un vaisseau Klingon s'écrase sur Terre, dans l'Oklahoma, abattu par les Sulibans de la Cabale. Si les Klingons sont inconnus des Terriens, ils ne le sont pas des Vulcains qui ont déjà établi des contacts précédemment et qui connaissent d'ailleurs l'emplacement de leur planète mère : QonoS [Kronos]. L'équipage de l'Enterprise aide les Klingons à déjouer le complot Suliban et à cette occasion, le capitaine Jonathan Archer et le sous-commandant T'Pol rencontrent le Chancelier Klingon. Dans le courant de la même année, l'équipage de l'Enterprise rencontre plusieurs fois des vaisseaux Klingons, et à chaque fois, les relations restent très tendues (cf. épisode "Sleeping Dogs").
En juin 2152, le capitaine Archer aide une colonie de mineurs à se débarrasser de bandits Klingons qui n'osent ensuite pas en référer aux autorités (cf. épisode "Marauders"). En revanche, au mois de décembre, le capitaine Archer aide des réfugiés à échapper au commandant Duras et ce dernier fait traduire Archer en justice pour "complot et trahison contre l'Empire". Totalement corrompu, le tribunal condamne Archer à terminer sa vie dans la colonie pénitentiaire de Rura Penthe. Mais sur place, des gardiens soudoyés l'aident à s'échapper (cf. épisode "Judgment"). Furieux que le jugement soit ignoré, le juge met la tête du capitaine Terrien à prix et charge le commandant Goroth de le retrouver. Archer est capturé et emmené à bord du vaisseau de Goroth, mais il parvient à s'échapper avec une chaloupe de sauvetage (cf. épisode "Bounty"). Cette fois, la nouvelle de l'évasion remonte haut et le Chancelier donne une dernière chance à Duras (qui avait été déchu) de reprendre sa place en capturant Archer. En mars 2153, trois Oiseaux de Proie sont envoyés pour intercepter l'Enterprise et par deux fois, l'attaque échoue, aboutissant finalement à la mort de Duras et à la destruction de son vaisseau (cf. épisode "The Expanse").
De nouvelles tensions entre la Terre et QonoS surgissent en mai 2154 lorsqu'un équipage Klingon est massacré par des humains génétiquement modifiés appelés "Augments". Les Klingons menacent d'attaquer la Terre et pendant que les Vulcains tentent de les dissuader par la voie diplomatique, le capitaine Archer et son équipage poursuivent les Augments avec l'aide du professeur Arik Soong (cf. épisode "Borderland"). La situation menace de dégénérer un peu plus lorsque l'Oiseau de Proie volé par les Augments manque de peu d'éliminer la population entière d'une colonie Klingonne avec des armes biogéniques. Les Klingons abandonnent provisoirement leur projet de guerre lorsque les Augments et leur chef, Malik, sont vaincus et se suicident en faisant exploser leur vaisseau (cf. épisode "The Augments").
Cette attaque des Augments a surpris les Klingons qui admettent mal que des guerriers Klingons aient pu être vaincus par des Terriens, même génétiquement améliorés. Les Klingons décident alors de mener leur propre programme de recherche sur des Augments Klingons. Le projet est confié au docteur Antaak et au général K'Vagh, dans un laboratoire secret d'une colonie pénitentiaire. Un vaisseau est envoyé pour fouiller les débris du vaisseau volé par Malik et les Klingons retrouvent des échantillons d'embryons d'Augments. Antaak commence ses expériences en modifiant l'ADN des Augments Terriens avec de l'ADN Klingon. Les prisonniers de la colonie pénitentiaire sont utilisés comme cobayes et dans un premier temps, les résultats sont encourageants : les Augments Klingons sont plus intelligents, plus rapides et plus forts. Mais l'ADN a également des effets secondaires : les Klingons prennent une apparence plus humaine et leur état se dégrade rapidement. Au bout de quelques jours, ils meurent dans de terribles souffrances. Alors qu'Antaak travaille sur un moyen de stabiliser les patients, un incident se produit. L'un des cobayes est atteint d'une grippe Levodienne et lorsque l'ADN lui est inoculé, le virus mute et devient porteur de l'ADN modifié. En quelques mois, une immense partie de l'Empire Klingon est atteinte par le virus (cf. épisode "Affliction"). Les Klingons sont "humanisés" par milliers et ils meurent au bout de quelques jours. En désespoir de cause, le Haut Commandement tente en vain de faire enlever le docteur Arik Soong et il fait finalement enlever le docteur Phlox sur Terre pour qu'il aide Antaak à enrayer l'épidémie. Phlox parvient finalement à trouver un moyen de stabiliser les malades avant qu'ils ne meurent mais partout dans l'Empire Klingon des millions de guerriers ont une apparence humaine et comme il s'agit d'une mutation génétique, cette particularité physique sera transmise aux futures générations (cf. épisode "Divergence").