Astronaut David Bowmann (K. Dullea) pozvan je u glavni stožer svemirskih istraživanja da preuzme, zajedno sa svojom skupinom, nov i vrlo neobičan zadatak. Zapovijed je dokučiti tajanstvenu, misterioznu funkciju geometrijski pravilnog crnog monolita iz Mjesečeva kratera. Kontrola leta povjerena je najnovijem modelu računala - HAL-u 9000. No, računalo zakazuje i David ostaje u svemiru doživjevši potpunu preobrazbu.
Botaničar zaljubljen u biljke, Freeman Lowell (Bruce Dern), nalazi se na svemirskom brodu "Valley Forge", ogromnom stakleniku koji sadrži posljednje preostale uzorke flore sa Zemlje, koja je sada postala planet potpuno uništen zagađenjem. Kada mu narede da uništi svoj tovar, kako bi brod ponovo vratili u komercijalne svrhe, Freeman se pobuni, pobije posadu i otisne se duboko u svemir sa svojim robotima pomoćnicima i biljkama.
Nakon otkrića krhotine onoga što bi mogao biti Loc-Nar, rudar po imenu Tyler postaje opsjednut neutaživom glađu za moći i žeđu za besmrtnošću. Na putu do planeta mladosti, Tyler uništi većinu svemirske kolonije i otme prelijepu mladu ženu. Njegova jedina greška je što ne ubije njezinu sestru, Julie, koja zatim kreće u misiju spašavanja i osvete.
Radnja se događa u bliskoj budućnosti, odnosno prikazuje kako tročlana posada američke eksperimentalne orbitalne svemirske stanice prilikom povratka na Zemlju doživi katastrofalni kvar motora na modulu. Zaposlenici NASA-e na čelu sa direktorom traže način da ih spase prije nego što potroše zalihe kisika.
Četiri astronauta stječe supermoći nakon izlaganja kozmičkim zrakama tijekom znanstvene misije u svemiru u novoj eksperimentalnoj letjelici te ih moraju koristiti kako bi spriječili planove svoga neprijatelja, doktora Victora Von Dooma.
Peteročlana američka posada krenula je na dug put prema Marsu. Tijekom leta se suočavaju s brojnim opasnostima i nedaćama, u svemirskom brodu i izvan njega.
U futurističkom okruženju, dva istraživača znanstvenika Alex i Adam nalaze se u svemirskoj stanici. Sve je dobro, dok ih ne posjeti odbjegli znanstvenik koji se zaljubio u Alex.
Skupina astronauta srušila se na Veneru i suprotstavi se skupini žena kada ubiju čudovište koje one obožavaju.