这部影片是库布里克花了四年时间制造的充溢哲学命题的鸿篇巨制。一块大黑石树立在史祖先类的面前，他们刚刚末尾看法工具，进入到退步的里程碑。异常的黑石还在宇宙多处出现，它们屹立在月球上，漂浮在太空中，带着某种巧妙的寓意。　　如今的时间是2001年，为了寻觅黑石的根源，人类展开一项木星登陆方案。飞船上有冬眠的三名宇航员，大卫船长（凯尔·杜拉 Keir Dullea饰）、富兰克飞行员（加里·洛克伍德 Gary Lockwood饰），还有一部叫“HAL9000”的高智能电脑。HAL在宇宙飞行进程中发作紊乱，令到富兰克和三名冬眠人员相继丧命，剩下波曼和这台电脑作战。　　从死亡线上回来的大卫一气之下关掉主脑系统，HAL彻底失效。如今，茫茫宇宙中只剩大卫一人，向木星进发。穿越瑰异壮观的星门，大卫似乎去到一个奇特的时空，那里有人类无尽的生死轮回和宇宙的终极知识……