神秘的黑色石板在史前時代啓蒙了地球人類的文明。三百萬年後，人類在月球上發現了同樣的石板，而石板在出土瞬間立即朝土星方向發射出電磁信號。美國派太空船發現號遠征土星，追查真相。太空船的超級電腦哈爾發瘋，害死三名冬眠中的太空人，並把弗蘭克普爾變成太空漂流物，只有戴維鮑曼逃過一劫。倖存的鮑曼獨自抵達土星，又發現另一塊更大的黑石板