未來某年，在外太空的空間站“普羅米修斯”上駐扎的一個科學家小組切斷了空間站和地球的所有聯系。心理學家克里斯·凱爾文博士(喬治·克魯尼飾演)受命去調查這些科學家的神秘行為。　　“普羅米修斯”圍繞著一個液體星球Solaris旋轉進行勘察，這個星球蘊藏了神秘的能量。在空間站執行任務的科學家小組組長是凱爾文博士的好朋友吉巴里安，正是他要求凱爾文前往“普羅米修斯”幫助他們。到達空間站以后，凱爾文震驚的發現吉巴里安已經神秘的自殺了，而小組的另外兩位科學家則情緒極度不穩定，經常出現妄想的癥狀。他的意見現在對“普羅米修斯”的前景至關重要。　　這一切，似乎都與神秘的Solaris星球有關。凱爾文自己也陷入了神秘的境遇之中。Solaris讓他死去多年的妻子蕾亞重新復活了，給了他第二次愛情的機會。蕾亞的死曾經使凱爾文陷入生活痛苦的裂縫中，現在他有了機會，可以修補他們之間的關系，彌補自己深深的內疚和悔恨。而復活的蕾亞則經歷了一次 (也許應該說若乾次？)真正的重生，和重生帶來的痛苦。