Et science fiction-eventyr, hvor et rumskib med en russisk-amerikansk besætning sendes af sted mod Jupiter for at undersøge en astronaut og hans rumskibs forsvinden. De trækkes ind i et hændelsesforløb, som ender med, at Jorden får endnu en sol. Filmen er baseret på Arthur C Clarkes roman "2010 – Andra rymdodyssén". Den er også opfølger til "Rumrejsen år 2001" af Stanley Kubrick.