Η πορεία μιας ομάδας πεζοναυτών προς την πλήρη ηθική και ψυχική πώρωση, από τη σκληρή εκπαίδευση που υφίστανται στο Κέντρο μέχρι την αποστολή θανάτου την οποία αναλαμβάνουν στον πόλεμο του Βιετνάμ.

Σε μια μυστήρια, αρτ ντεκό και τεχνητή Νέα Υόρκη, η οικογενειακή ερωτική ρουτίνα ενός ευκατάστατου νεαρού γιατρού κλονίζεται, όταν η γυναίκα του τού διηγείται τον έντονο, ανεκπλήρωτο πόθο της για έναν άγνωστο άνδρα. Αντιδρά περιπλανώμενος σε ένα νυχτερινό, σχεδόν ονειρικό και συνάμα απειλητικό, αστικό τοπίο, όπου συναντά πενθούσες ερωτομανείς, καλλιεργημένες πόρνες, μαγεμένα νυμφίδια και μασονικά όργια.

Μετά την ανακάλυψη στη Σελήνη ενός μυστήριου, μαύρου μονόλιθου, που ίσως κρύβει πολλές απαντήσεις γύρω από την καταγωγή της ανθρωπότητας, ξεκινά ένα ταξίδι αναζήτησης προς το άγνωστο, ένα διαστημικό ταξίδι στον πλανήτη Δία. Αρχηγός της ομάδας, που συγκροτείται, είναι ο Ντέιβ, καθοδηγούμενος από έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή τεχνητής νοημοσύνης, τον ΧΑΛ. Όμως ο ΧΑΛ, που ρυθμίζει τις λειτουργίες του σκάφους, θα παρουσιάσει ξαφνικά παράξενες διαταραχές και θα στραφεί ενάντια στους ίδιους τους κοσμοναύτες.