在2001年，Dave Bowman帶領(lǐng)的美國、蘇聯(lián)聯(lián)合考察隊登陸木星，去查明是否有什么強大的生物在木星上存在，因為新近在木星附近發(fā)現(xiàn)的一塊神秘的黑色巨石令美國議員們忐忑不安。但考察隊一去不復(fù)返，只留下Dave Bowman最后的驚呼：上帝啊，這里全是星現(xiàn)在，2010年，十年前負責(zé)考察活動的Heywood Floyd博士（Roy Scheider飾）將再赴火星。他和全體隊員的任務(wù)是，找到并修復(fù)當(dāng)年考察隊使用的HAL-9000電腦，以弄清十年前發(fā)生的事