Кто мы? Какое место мы занимаем во Вселенной? Эти вопросы стоят перед героями фильма. Экипаж космического корабля «С. С. Дискавери» — капитаны Дэйв Боумэн, Фрэнк Пул и их бортовой компьютер HAL-9000 — должны исследовать район солнечной системы и понять, почему инопланетяне следят за Землей. На этом пути их ждёт множество неожиданных открытий…