《2001太空漫游》后9年，前國家航天委員會主任弗洛伊德博士（羅伊?謝德 Roy Scheider 飾）接受蘇美合作計劃，帶領發現號航天站設計者科腦博士（約翰?利思戈 Jo hn Lithgow 飾）和HAL9000電腦的開創人錢德拉博士（鮑勃?巴拉班 Bob Balaban 飾）登錄木星附近的蘇聯航空站，與蘇聯宇航員卡布珂（海倫?米倫 Helen Mirren 飾）等合作，空中接軌美國發現號航天站，調查九年前的變亂原因，探索木衛二的神秘黑石，并查明宇航員大衛?伯曼（凱爾?杜拉 Keir Dullea 飾）緣何神秘失蹤。然而使命執行尚未過半，美蘇關系愈發緊張，戰爭劍拔弩張；與此同時，大衛?伯曼竟突然現身對弗洛伊德博士發出神秘警告。本片改編自亞瑟?克拉克的小說《2010太空漫游》，獲第59界奧斯卡最佳藝術指導—布景，最佳服裝設計，最佳視覺效果，最佳化妝和最佳聲效五項提名。