Planet Erde, Pleistozän, Savannen des äquatorialen Afrikas.
Ein kleiner Stamm von Pithecanthropus ist vom Aussterben bedroht. Die Natur stattete sie nicht mit mächtigen Zähnen, scharfen Krallen oder schnellen Beinen aus, sondern in ihren Augen flackerten Bewusstseinsblicke. Es sind wahrscheinlich diese Eigenschaften, die die Aufmerksamkeit einer hoch entwickelten außerirdischen Zivilisation auf sich gezogen haben, die die Samen des Geistes sorgfältig kultiviert, wo immer sie gefunden werden können. Pithecanthropus wird in einem großen Weltraumexperiment experimentell.
Eines Nachts erscheint ein Block aus vollständig transparentem Material in einem Flusstal. In der Abenddämmerung, wenn der Stamm in die Höhlen zurückkehrt, macht ein ungewöhnlicher Stein plötzlich ein seltsames vibrierendes Geräusch, das den Pithecanthropus wie einen Magneten anzieht. In der sich verdichtenden Dunkelheit erwacht der Kristall zum Leben, beginnt zu glühen, bizarre Zeichnungen erscheinen in seinen Tiefen. Enchanted Pithecanthropus weiß nicht, dass das Gerät in diesen Momenten sein Gehirn untersucht, seine Fähigkeiten bewertet und mögliche Richtungen der Evolution vorhersagt. Der Kristall ruft sich das eine oder andere zu und sie machen zusätzlich zu ihrem Willen neue Bewegungen: Unartige Finger binden den ersten Knoten auf der Erde, der Anführer nimmt einen Stein in seine Hände und versucht, das Ziel zu treffen. Der Unterricht wird jede Nacht fortgesetzt. Im Laufe des Jahres ändert sich das Leben des Stammes bis zur Unkenntlichkeit - jetzt kann Pithecanthropus mit einfachen Werkzeugen große Tiere jagen. Ewiger Hunger und Angst vor Raubtieren gehen in die Vergangenheit zurück, es gibt Zeit für Gedanken- und Vorstellungsarbeit. Der mysteriöse Monolith verschwindet so plötzlich, wie er erschien. Seine Mission ist erfüllt - ein mit Intelligenz ausgestattetes Tier ist auf der Erde erschienen.
XXI Jahrhundert Amerikanische Forscher finden auf dem bereits von der Menschheit bewohnten Mond den ersten unwiderlegbaren Beweis für die Existenz einer außerirdischen Zivilisation.
Wie der Vorsitzende des Nationalen Rates für Astronautik, der dringend zum Mond gerufen wurde, herausfindet, hat die magnetische Aufklärung eine starke Verzerrung des Magnetfelds in der Nähe des Tycho-Kraters festgestellt, und Ausgrabungen im Zentrum der Anomalie haben in einer Tiefe von sechs Metern ein Parallelepiped von idealen Ausmaßen von unbekannter, extra schwerer schwarzer Materie auf der Erde gefunden. Das Auffälligste an diesem Fund ist sein Alter: Die geologische Analyse legt nahe, dass der Monolith vor etwa drei Millionen Jahren hier begraben wurde.
Als das Mondlicht dämmert und der schwarze Monolith nach drei Millionen Jahren Haft zum ersten Mal einen Sonnenstrahl einfängt, ist in den Headsets der Menschen in der Umgebung ein durchdringender elektronischer Schrei zu hören. Dieses Signal wird von Weltraummonitoren und -sonden erfasst, und der Zentralcomputer kommt nach der Verarbeitung der Informationen zu dem Schluss: Ein gerichteter Energieimpuls, der offensichtlich künstlichen Ursprungs ist, stürzt von der Mondoberfläche in Richtung Saturn.
All dies ist nur einer Handvoll Menschen bekannt, denn die Folgen des Schocks, den die Menschheit unweigerlich ertragen muss, sind unvorhersehbar.
Interplanetarischer Raum. Raumschiff entdecken. Die ersten Monate des Fluges vergehen in ruhiger Ruhe. Zwei wache Besatzungsmitglieder - Frank Poole und David Bowman - sind täglich im Wachdienst. Die anderen drei tauchen in einen künstlichen hypothermischen Traum ein, aus dem sie erst geweckt werden, wenn die Entdeckung in die Umlaufbahn des Saturn eintritt. Nur diese drei Personen kennen den wahren Zweck der Expedition - einen möglichen Kontakt mit der außerirdischen Zivilisation, während Poole und Bowman eine normale Forschungsreise in Betracht ziehen. Diejenigen, die die Expedition vorbereiteten, entschieden, dass dies für die Sicherheit und die Interessen der Nation notwendig war.
Tatsächlich wird das Schiff nicht von Menschen gesteuert, sondern vom sechsten Besatzungsmitglied, Eal - dem Gehirn und dem Nervensystem der Entdeckung, einem heuristisch programmierten algorithmischen Computer. Eal, das durch einen Prozess ähnlich der Entwicklung des menschlichen Gehirns geschaffen wurde, kann zu Recht als wahrhaft denkende Maschine bezeichnet werden und spricht Menschen in einer realen, bildlichen menschlichen Sprache an. Alle Fähigkeiten der EAL zielen darauf ab, das vorgegebene Programm der Expedition zu erfüllen, aber der Widerspruch zwischen dem Ziel und der Notwendigkeit, es vor Mitmenschen zu verbergen, zerstört allmählich die Integrität seiner „Psyche“. Die Maschine beginnt Fehler zu machen, und schließlich setzt eine Krise ein: Als Astronauten mit der Erde über die Notwendigkeit sprechen, die EAL auszuschalten und die Kontrolle an das Zentrum zu übertragen, trifft er die einzig mögliche Entscheidung: Menschen loszuwerden und die Expedition alleine abzuschließen. Er ahmt einen Antennenunfall nach, und als Frank Pool in den Weltraum geht, um den Block zu ersetzen, tötet ihn die EAL: Ein Jet-Kapsel-Beiboot mit voller Geschwindigkeit fliegt zum Astronauten. Und im nächsten Moment sieht der fassungslose Bowman auf dem Bildschirm, dass das Boot das Schiff verlässt und den Körper eines verstorbenen Freundes mit auf das Sicherheitskabel zieht. Frank Poole, der erste der Leute, wird zum Saturn gehen.
Bowman versucht, einen der schlafenden Menschen zu wecken, aber er hört ein Geräusch, das sein Herz kalt werden lässt: Die Türen der äußeren Luke öffnen sich und Luft vom Schiff strömt in den Abgrund des Weltraums. Es gelingt ihm, in eine Notkammer zu fliehen, einen Raumanzug anzuziehen und die höheren Zentren des elektronischen Gehirns zu trennen. Er bleibt allein in Millionen von Kilometern Entfernung von der Erde. Aber die Triebwerke und Navigationssysteme des Schiffes sind in gutem Zustand, die Kommunikation mit der Erde wurde wiederhergestellt und die Notversorgung mit Sauerstoff wird Monate dauern. Die Expedition geht weiter und Bowman, die sich jetzt ihres endgültigen Ziels bewusst ist, erreicht den riesigen toten Saturn. Ihm wurde befohlen, die Vermessung des Systems vom achten Saturn-Satelliten Iapetus aus zu beginnen. Die gesamte Oberfläche des Iapetus ohne Atmosphäre ist schwarz und erinnert an Holzkohle - mit Ausnahme eines weißen Plateaus von auffallend regelmäßiger ovaler Form mit einer schwarzen Markierung in der Mitte, die sich als genau der gleiche schwarze Monolith wie auf herausstellt Der Mond, nur gigantische Größen.
Das vor drei Millionen Jahren begonnene Experiment ist beendet. Der Monolith in Iapetus - der Wächter des Sternentors - wurde von denselben Kreaturen installiert, die überhaupt nicht wie Menschen waren, die einen mysteriösen Kristall zur Erde sandten und einen schwarzen Block auf dem Mond begruben. Ihre Bemühungen waren nicht umsonst: Die Erde brachte wirklich die Vernunft hervor, die in der Lage war, andere Planeten zu erreichen, und das Signal des Mondmonolithen, der Nachrichten an Iapet sandte, war eine Bestätigung dafür.
David Bowman beschließt, in einer Kapsel auf Iapetus zu sitzen, und ihre Annäherung weckt die in Stargate enthaltenen Kräfte. Die Oberseite des schwarzen Monolithen geht plötzlich tiefer, die Kapsel beginnt in den bodenlosen Schaft zu fallen. Dies öffnete das Stargate.
Die Zeit stoppt - die Uhr zählt keine Sekunden mehr - aber Wahrnehmung und Bewusstsein funktionieren weiter. Bowman sieht die schwarzen Wände der „Mine“ und im Lumen einer Vielzahl von Sternen, die sich von der Mitte „zerstreuen“. Er erkennt, dass mit Zeit und Raum etwas passiert, das für sein Verständnis unzugänglich ist, aber keine Angst empfindet und das Gefühl hat, unter dem Schutz einer unendlich mächtigen Vernunft zu stehen. Am Ende befindet er sich Hunderte von Lichtjahren von der Erde entfernt. Die Kapsel strebt nach einem riesigen roten Stern in das Reich der Flammen, aber als die Reise endet, denkt Bowman, er sei verrückt - er ist in einem gewöhnlichen irdischen Hotel. Erst nach einiger Zeit merkt er, dass dies alles eine Dekoration ist, die die Gastgeber vor zwei Jahren für einen Gast in einem Fernsehfilm gemacht haben. Bowman geht ins Bett und schläft ein - zum letzten Mal in seinem Leben. Es verschmilzt mit dem kosmischen Geist, verliert seinen physischen Körper, erlangt die Fähigkeit, sich mit Hilfe von Gedanken in Zeit und Raum zu bewegen, und rettet den Heimatplaneten vor einer bevorstehenden nuklearen Katastrophe.