Η ταινία περιστρέφεται γύρω από θέματα όπως η ανθρώπινη εξέλιξη, η τεχνητή νοημοσύνη και η εξωγήινη ζωή. Επίσης, είναι αξιοσημείωτη για την επιστημονική ακρίβεια των λεπτομερειών του σεναρίου, τα πρωτοποριακά (για την εποχή τους) ειδικά εφέ, τη χρήση του ήχου ως αφηγηματικού μέσου και την εξαιρετικά λιτή χρήση διαλόγων.[14] Χαρακτηριστικές είναι επίσης και οι σεκάνς με μουσική επένδυση κομμάτια όπως ο Γαλάζιος Δούναβης του Γιόχαν Στράους και το Τάδε έφη Ζαρατούστρα του Ρίχαρντ Στράους.[15] Η ταινία βραβεύτηκε με Όσκαρ καλύτερων οπτικών εφέ, το μοναδικό Όσκαρ του Κιούμπρικ.
Στις 29 Ιουνίου του 2018, δημοσιεύτηκε μια σπάνια τηλεφωνική συνέντευξη του Κιούμπρικ που εξηγεί το περίεργο τέλος της ταινίας, που για 50 χρόνια απασχόλησε κριτικούς και αναλυτές. Σύμφωνα με αυτή, ο αστροναύτης Ντέιβιντ Μπάουμαν έχει απαχθεί από οντότητες θεϊκές ή ενεργειακές, χωρίς σχήμα ή μορφή και στην ουσία πειραματίζονται μαζί του. Αν και ο σκηνοθέτης αναφέρει πως δεν του αρέσει να μιλάει για το έργο του, καθώς έτσι χάνεται η μαγεία του αυθεντικού συναισθήματος που θα προκαλέσει στον θεατή, καταλήγει πως αυτό το τέλος είναι η απεικόνιση ενός αστρικού ζωολογικού κήπου, στον οποίο εκείνοι συμπεριφέρονται στον Μπάουμαν όπως οι άνθρωποι στα ζώα.[16] Ο αστροναύτης μετατρέπεται πλέον σε κάποιου είδους υπεράνθρωπο, σε σχέση με τους ανθρώπους στη Γη, και στέλνεται πίσω.[16]
Κατά την προϊστορία, μια φυλή πιθήκων οδηγείται μακριά από τον νερόλακό της από μια αντίπαλη φυλή. Την επόμενη μέρα, βρίσκουν ότι ένας εξωγήινος μονόλιθος εμφανίστηκε ανάμεσά τους. Στη συνέχεια μαθαίνουν πώς να χρησιμοποιούν ένα κόκαλο ως όπλο και, εξελίσσονται σε κυνηγούς και επιστρέφουν για να διώξουν τους αντιπάλους τους.
Εκατομμύρια χρόνια αργότερα, ο δρ Χέιγουντ Φλόιντ, Πρόεδρος του Εθνικού Συμβουλίου Αστροναυτικής των Ηνωμένων Πολιτειών, ταξιδεύει στη βάση Clavius, ένα αμερικανικό φυλάκιο της Σελήνης. Κατά τη διάρκεια μιας ενδιάμεσης στάσης στον Διαστημικό Σταθμό 5, συναντά Ρώσους επιστήμονες που ανησυχούν ότι ο Clavius φαίνεται να μην ανταποκρίνεται. Αρνείται να συζητήσει φήμες για επιδημία στη βάση. Στο Clavius, ο Χέιγουντ απευθύνεται σε μια συνάντηση προσωπικού στο οποίο τονίζει την ανάγκη για μυστικότητα σχετικά με τη νεότερη ανακάλυψή τους. Η αποστολή του είναι να διερευνήσει ένα τεχνούργημα που βρέθηκε πρόσφατα, έναν μονόλιθο που θάφτηκε τέσσερα εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα κοντά σε έναν κρατήρα. Καθώς ο Χέιγουντ και άλλοι αστροναύτες εξετάζουν το αντικείμενο, αυτό χτυπιέται από την ηλιακή ακτινοβολία, πάνω στο οποίο εκπέμπει ένα ραδιοφωνικό σήμα υψηλής ισχύος.
Δεκαοκτώ μήνες αργότερα, το αμερικανικό διαστημικό σκάφος Discovery One ταξιδεύει στον Δία, με τους αστροναύτες και επιστήμονες Ντέιβ Μπόουμαν και Φρανκ Πούλ, μαζί με άλλους τρεις επιστήμονες σε αναστολή κίνησης. Οι περισσότερες λειτουργίες του Discovery ελέγχονται από τον HAL 9000, έναν υπολογιστή με ανθρώπινη προσωπικότητα. Όταν ο HAL αναφέρει την επικείμενη δυσλειτουργία μιας κεραίας, ο Ντέιβ την ανακτά, αλλά δεν βρίσκει καμία βλάβη. Ο HAL προτείνει να εγκαταστήσει ξανά τη συσκευή και να την αφήσει να αποτύχει, ώστε το πρόβλημα να επαληθευτεί. Ο έλεγχος αποστολής συμβουλεύει τους αστροναύτες, ότι ο HAL έχει κάνει λάθος, αλλά ο HAL το θεωρεί ανθρώπινο λάθος. Ανησυχώντας για τη συμπεριφορά του HAL, ο Ντέιβ και ο Φρανκ μπαίνουν σε ένα EVA, ώστε να μπορέσουν να μιλήσουν χωρίς να τους ακούει ο HAL. Συμφωνούν να αποσυνδέσουν το HAL εάν αποδειχθεί ότι κάνει λάθος, αλλά ο HAL παρακολουθεί τη συνομιλία τους διαβάζοντας τα χείλη τους.
Ενώ ο Φρανκ βρίσκεται έξω από το διαστημόπλοιο για να αντικαταστήσει τη μονάδα κεραίας, ο HAL αναλαμβάνει τον έλεγχο του EVA του, παρασύροντάς τον. Ο Ντέιβ χρησιμοποιεί άλλο ένα EVA για να σώσει τον Φρανκ. Ενώ είναι έξω, ο HAL απενεργοποιεί τις λειτουργίες υποστήριξης ζωής των μελών του πληρώματος σε αναστολή κίνησης, σκοτώνοντάς τους. Όταν ο Ντέιβ επιστρέφει στο διαστημόπλοιο με τον Φρανκ, ο HAL αρνείται να τον αφήσει να μπει, γνωρίζοντας ότι το σχέδιό τους να τον απενεργοποιήσουν θέτει σε κίνδυνο την αποστολή. Ο Ντέιβ αφήνει το σώμα του Φρανκ και, παρόλο που δεν έχει κράνος με διαστημική στολή, βγαίνει ξαφνικά από το EVA, περνά με επιτυχία το κενό και ανοίγει χειροκίνητα την κλειδαριά έκτακτης ανάγκης του πλοίου. Πηγαίνει στον πυρήνα επεξεργαστή του HAL και αρχίζει να αποσυνδέει τα κυκλώματά του, παρά το γεγονός ότι ο HAL τον παρακαλεί να μην το κάνει. Όταν ολοκληρωθεί η αποσύνδεση, παίζει ένα προηχογραφημένο βίντεο από τον Χέιγουντ, αποκαλύπτοντας ότι ο στόχος της αποστολής είναι να διερευνήσει το ραδιοφωνικό σήμα που στέλνεται από το μονόλιθο στον Δία.
Στον Δία, ο Ντέιβ βρίσκει έναν τρίτο, πολύ μεγαλύτερο μονόλιθο σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη. Φεύγει από το Discovery σε ένα EVA για να το ερευνήσει. Τραβιέται σε μια δίνη χρωματιστού φωτός και παρατηρεί παράξενα κοσμολογικά φαινόμενα και τοπία χρωμάτων. Τελικά καταλήγει σε μια μεγάλη νεοκλασική κρεβατοκάμαρα όπου βλέπει, και γίνεται μελλοντικές εκδοχές του εαυτού του: πρώτα στέκεται στην κρεβατοκάμαρα, έπειτα γίνεται μεσήλικας και ντυμένος με ρούχα αναψυχής γευματίζει και τέλος ως ηλικιωμένος ξαπλώνει στο κρεβάτι. Ένας μονόλιθος εμφανίζεται στους πρόποδες του κρεβατιού και καθώς ο Ντέιβ το πλησιάζει, μεταμορφώνεται σε έμβρυο κλεισμένο σε μια διαφανή σφαίρα φωτός που αιωρείται στο διάστημα πάνω από τη Γη.
Τα γυρίσματα της ταινίας ξεκίνησαν στις 29 Δεκεμβρίου 1965 στη Σκηνή Η, στο Στούντιο Σέπερτον (Shepperton), στην Αγγλία. Το στούντιο αυτό επελέγη διότι οι διαστάσεις του ήταν γύρω στα 60 x 120 x 60 μέτρα.[18][19]
Τα γυρίσματα των ηθοποιών ολοκληρώθηκαν τον Σεπτέμβριο του 1967, και από τον Ιούνιο του 1966 έως και τον Μάρτιο του 1968 ο σκηνοθέτης δούλεψε κυρίως τα ειδικά εφέ της ταινίας.
_theatrical_poster_variant.jpg)
