Un mystérieux signal amène le vaisseau spatial Discovery en orbite autour de Jupiter. A son bord, trois savants en hibernation, deux pilotes et Hal 9000, l'ordinateur de bord, doué de parole, simulant la conscience et sur lequel repose tous les systèmes du vaisseau. Si chaque membre est entraîné dans son domaine de spécialité, aucun n'imagine que Discovery est en route pour un rendez-vous prévu de longue date par des entités anciennes et attentives aux évolutions de l'humanité.