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.