Капитаны космического корабля Дэйв и Фрэнк — герои приключенческой фантазии Стэнли Кубрика — вместе со своим экипажем и бортовым компьютером ХЭЛ-9000 отправляются в экспедицию. Их цель выяснить, почему инопланетяне так пристально наблюдают за Землей, и найти загадочный черный монолит. На Луне обнаруживается камень, выдающий мощное излучение, а между людьми и компьютером начинается борьба за следующий шаг в эволюции.

Интересно, что аббревиатура для имени HAL была выбрана не случайно. Если каждую букву заменить на следующую за ней по алфавиту, получится IBM. По предварительной задумке машина должна была говорить женским голосом.

Первые диалоги в картине зритель слышит, только начиная с 25 минуты.

В процессе съемок режиссер периодически обращался за консультациями к специалистам НАСА. Впоследствии один из космических зондов был назван в честь этой картины.

Говорят, что Стэнли Кубрик хотел застраховаться на тот случай, если внеземную цивилизацию откроют до премьеры фильма, однако страховая компания ему в этом отказала.

Для озвучивания сцены выхода в открытый космос были использованы звукозаписи с подлинным дыханием советского космонавта Алексея Леонова, первым в истории вышедшего в открытый космос.

В 1969 году картина была отмечена премией Оскар за Лучшие визуальные эффекты.