Elokuvanakin tunnettu 2001 avaruusseikkailu kuvaa jättimäisen avaruusaluksen huimaa matkaa kohti tuntematonta. On 21. vuosisata, ja ihminen on jo voittanut avaruusmatkailun vaikeudet, kun kuun kraatterista tehty löytö horjuttaa käsitystä avaruuden luonteesta.

Hämmentävän kuulöydön mukaan Löydöksi nimetty avaruusalus syöksyy kohti arvoituksen ratkaisua, kenties kohti tietoa, ettei ihminen ole yksin maailmankaikkeudessa. Kyydissä on viisi matkustajaa, astronautit Bowman ja Boole sekä kolme ”talviuneen” vaivutettua tutkijaa, joiden on määrä herätä vasta, kun heidän taitojaan tarvitaan. Kuudes matkustaja ja matkan varsinainen johtaja on HAL 9000, kehittynyt tietokone, joka osaa keskustella ja jonka tietoisuus valvoo kaikkea. Matka saa yllättävän käänteen, kun HAL joutuu avoimeen ristiriitaan aluksen miehistön kanssa ja alkaa toimia itsenäisesti.