未来某年，在外太空的空间站“普罗米修斯”上驻扎的一个科学家小组切断了空间站和地球的所有联系。心理学家克里斯·凯尔文博士 （ 乔治·克鲁尼 饰）受命去调查这些科学家的神秘行为。“普罗米修斯”围绕着一个液体星球Solaris旋转进行勘察，这个星球蕴藏了神秘的能量。在空间站执行任务的科学家小组组长是凯尔文博士的好朋友基伯连 （ 乌尔里奇·图克尔 饰），正是他要求凯尔文前往“普罗米修斯”帮助他们。到达空间站以后，凯尔文震惊的发现吉巴里安已经神秘的自杀了，而小组的另外两位科学家则情绪极度不稳定，经常出现妄想的症状。他的意见对“普罗米修斯”的前景至关重要。这一切，似乎都与神秘的Solaris星球有关。凯尔文自己也陷入了神秘的境遇之中。Solaris让他死去多年的妻子蕾亚 （ 娜塔莎·麦克艾霍恩 饰）重新复活了，给了他第二次爱情的机会。蕾亚的死曾经使凯尔文陷入生活痛苦的裂缝中，他有了机会可以修补他们之间的关系，弥补自己深深的内疚和悔恨。而复活的蕾亚则经历了一次真正的重生，和重生带来的痛苦。