Молодой человек по имени Джордж Орр обладает необычной способностью изменять реальность через свои сны. Когда психиатр доктор Хабер осознает, что Джордж действительно может воздействовать на окружающий мир таким образом, он решает воспользоваться этим даром. Вводя Джорджа в гипнотическое состояние, доктор стремится использовать его сны для улучшения жизни человечества: находить лекарства от неизлечимых болезней, решать проблему перенаселения и устранять стремление к войнам и разрушениям. Однако, как это часто бывает, последствия оказываются совершенно непредсказуемыми и противоположными ожидаемым.

Космический корабль «Дискавери» отправляется в путешествие под руководством капитанов Дэйва Боумэна и Фрэнка Пула, а также их интеллектуального бортового компьютера HAL 9000. Их миссия - исследовать определенную область галактики и выяснить, почему инопланетные существа проявляют интерес к Земле. В процессе они сталкиваются с множеством неожиданных открытий.