Un transbordador de la Agencia Espacial viaja a la Luna para estudiar el hallazgo de un monolito negro de origen extraterrestre, que ha permanecido enterrado desde hace millones de años. Este monolito emite la señal que guía a la nave Discovery rumbo a Júpiter. A bordo de esta nave viajan cinco astronautas, además de Hal 9000, una computadora dotada de inteligencia artificial. Pero, lo que los humanos desconocen es que en la memoria de la computadora hay una serie de instrucciones destinadas a cumplir una misión, y Hal 9000 no parará hasta llevarla a cabo.
