《2001太空漫游》后9年，前国家航天委员会主任弗洛伊德博士接受苏美合作计划，带领发现号航天站设计者科脑博士和HAL9000电脑的创始人钱德拉博士登陆木星附近的苏联航空站，与苏联宇航员卡布珂等合作，空中接轨美国发现号航天站，调查九年前的事故原因，探索木卫二的神秘黑石，并查明宇航员大卫•伯曼缘何神秘失踪。然而任务执行尚未过半，美苏关…

在2001年人类已经可以进行太空旅行。弗洛依德博士是美国在月球克莱维斯研究基地的负责人之一，这次他秘密返回基地调查一起神秘的事件。原来，基地研究员在月球某地发现了一个神秘的强磁性柱子，这个柱子显然是在四百万年前被人故意埋在那里的。正当弗洛依德博士率领6位科学家对其进行考察研究的时候，奇怪的事情发生了。 16个月后，美国又派遣了…