Radnja filma prati seriju susreta ljudi s tajanstvenim crnim monolitom koji očigledno utječe na ljudsku svijest te put do Jupitera kako bi se pronašao signal jednog takvog monolita. Film 2001.: Odiseja u svemiru spada u tzv. kultne.
Film je strukturiran u četiri različita čina. U prvom činu Daniel Richter glumi lik imena “Moonwatcher”, u drugome William Sylvester igra ulogu doktora Heywooda R. Floyda. U trećem činu nastupaju Keir Dullea (kao dr. David Bowman) i Gary Lockwood (kao dr. Frank Poole) kao dva astronauta na putu do Jupitera u svemirskom brodu imena Discovery One s Douglasom Rainom koji posuđuje glas kompjuteru HAL 9000, a koji ima potpunu kontrolu nad letjelicom. Četvrti i završni čin filma prati putovanje astronauta Davida Bowmana “iza beskonačnog”.