《2001太空漫游》后9年，前国家航天委员会主任弗洛伊德博士（罗伊•谢德 Roy Scheider 饰）接受苏美合作计划，带领发现号航天站设计者科脑博士（约翰•利思戈 John Lithgow 饰）和HAL9000电脑的创始人钱德拉博士（鲍勃•巴拉班 Bob Balaban 饰）登录木星附近的苏联航空站，与苏联宇航员卡布珂（海伦•米伦 Helen Mirren 饰）等合作，空中接轨美国发现号航天站，调查九年前的事故原因，探索木卫二的神秘黑石，并查明宇航员大卫•伯曼（凯尔•杜拉 Keir Dullea 饰）缘何神秘失踪。然而任务执行尚未过半，美苏关系愈发紧张，战争一触即发；与此同时，大卫•伯曼竟突然现身对弗洛伊德博士发出神秘警告。 本片改编自亚瑟•克拉克的小说《2010太空漫游》，获第59界奥斯卡最佳艺术指导—布景，最佳服装设计，最佳视觉效果，最佳化妆和最佳声效五项提名。
马特·达蒙,艾米莉·布朗特,弗洛伦斯·卡斯特里纳,迈克尔·凯利,菲莉丝·麦克布赖德,Natalie Carter,查克·斯卡伯勒,乔恩·斯图尔特,Gregory P. Hitchen,迈克·布隆伯格,安东尼·麦凯,格雷戈里·雷,詹姆斯·卡维尔,Mary Matalin,约翰·斯拉特里,阿曼达·沃伦,安东尼·瑞维瓦,法妮勒埃文斯,法布里齐奥·布里恩扎,大卫·毕逊斯,杨罗布,詹妮弗·艾莉,约翰尼·希科,佩德罗·帕斯卡
