Миллионы лет назад на Землю спустился черный монолит инопланетного происхождения, сумевший научить примитивных австралопитеков ручному труду, который способствовал дальнейшему развитию их мозга. В 2001 году н.э. эволюция позволила человечеству покорить близлежащий космос и колонизировать Луну, где был найден такой же монолит, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда. Экипаж корабля «Дискавери», под командованием капитанов Дэйва Боумэна, Фрэнка Пула и бортового компьютера HAL 9000 летит к орбите Юпитера для исследования второго обнаруженного черного прямоугольника.