影片分为四章。远古时期，一块黑色石板教会猿人使用工具；2000年，弗洛伊德博士前往月球挖掘另一块同样比例的石板，它向木星发射强烈信号；2001年，“发现一号”飞船的宇航员大卫和人工智能哈尔9000执行木星任务，哈尔因逻辑冲突杀死休眠的三名船员，大卫强行关闭哈尔；最后一章，大卫独自抵达木星，穿过星之门后进入诡异的新古典房间，快速衰老至死前石板再次出现，他化作巨大的“星童”悬浮在宇宙中，凝视地球。没有一句多余解释，所有意义都在画面和《蓝色多瑙河》里。

库布里克的绝对先知之作。它不解答问题，而是提升提问的维度。每一个镜头都可作壁纸，每一段沉默都是对智力的尊重。科幻片的圣经。