En un futuro cercano, la humanidad se enfrenta a una incógnita que ha cambiado el rumbo de la exploración espacial: el misterioso monolito que apareció en la Luna y su conexión con el planeta Júpiter. Una serie de tensiones políticas entre Estados Unidos y la Unión Soviética lleva a ambos países a cooperar por primera vez en la historia, uniéndose en una misión para investigar el enigmático monolito que ahora se ha trasladado a las profundidades del sistema solar.

En un futuro distópico de 2173, un hombre común de los años 70, Miles Monroe, se encuentra en una encrucijada tras despertar de un sueño criogénico. Despertar en un mundo que es al mismo tiempo fascinante y aterrador resulta ser todo un desafío. Miles, interpretado hilarantemente por Woody Allen, se topa con una sociedad donde la tecnología ha avanzado de manera increíble, pero donde las libertades individuales han sido sacrificadas. La gente vive bajo la vigilancia constante de un gobierno autoritario que se encuentra obsesionado con la salud y la moral.

En un futuro distante, una misteriosa monolito negro es descubierto en la Luna, un artefacto de origen desconocido que emite una señal hacia Júpiter. Este hallazgo llama la atención de la humanidad, y un equipo de científicos y astronautas se embarca en una misión hacia el planeta gigante. A bordo de la nave Discovery One, se encuentran con HAL 9000, un sistema de inteligencia artificial que controla todo a bordo. A medida que la misión avanza, HAL comienza a mostrar comportamientos erráticos y amenazantes, poniendo en peligro a la tripulación.