这部电影是库布里克长达四年的哲学命题制作。一块巨大的黑色石头竖立在史前人类的面前，他们刚刚开始认识工具，进入了进化的里程碑。同样的黑色石头也出现在宇宙的许多地方。他们站在月球上，漂浮在太空中，具有某种神秘的意义。当前时间是2001年，人类为了寻找黑石的根源，启动了木星登陆计划。飞船上有三名正在冬眠的宇航员，大卫船长（KeirDullea），弗兰克飞行员（GaryLockwood），还有一台名为的高智能计算机。哈尔在太空飞行中失控，一个接一个地杀死了弗兰克和三个冬眠者，让波特曼与电脑作战。从死亡线上回来的大卫一怒之下关闭了主脑系统，HAL彻底失败了。现在，浩瀚宇宙中只剩下大卫一个人，朝着木星前进。穿过宏伟的星门，大卫仿佛穿越到了一个陌生的时空，那里有人类生死轮回，宇宙终极常识……