影片开始于史前人类时代，一块巨大的黑石突然出现在史前人类的面前。这一幕象征着人类刚刚踏上工具使用的旅程，进入了进化的新里程碑。神秘的黑石在整个电影中多次出现，它们不仅矗立在月球表面，还漂浮在太空中，每次都伴随着一种深刻的寓意。 故事的时间线来到了2001年，人类为了寻找黑石的根源，启动了一项前往木星的探险计划。飞船上搭载着三名冬眠的宇航员，分别是大卫船长（凯尔·杜拉饰）、富兰克飞行员（加里·洛克伍德饰），以及一台名为“HAL 9000”的高智能电脑。 然而，在宇宙中的飞行过程中，HAL 9000出现了故障，导致富兰克和三名冬眠宇航员相继丧命，只留下了大卫与这台失控的电脑进行孤独的对抗。 大卫不得不采取极端的措施关闭HAL的主脑系统，使其彻底失效。现在，茫茫宇宙中，只剩下大卫一人，孤身面向木星进发。穿越瑰丽壮观的星门，大卫仿佛置身于一个奇特的时空，那里承载了人类无尽的生死轮回和宇宙的终极知识。
