ＳＦ映画の金字塔『２００１年宇宙の旅』の続編。消息を絶ったディスカバリー号を追って、新たな科学者たちが再び木星へ旅立つ。
『カプリコン・１』のピーター・ハイアムズが製作・監督・脚本・撮影の４役を兼任し、ＳＦ映画史上の金字塔『２００１年宇宙の旅』の続編に挑戦した意欲作。前作で消息を絶った宇宙船ディスカバリー号の行方と、未解明のまま残された“モノリス”の謎を再調査するため、新たな科学者たちが再び木星へ旅立つ。当時の米ソ冷戦を背景に前作よりもドラマ性を高めた物語が特徴で、ＳＦＸを駆使した壮大なクライマックスは見応え十分。

２０１０年。かつてディスカバリー号によるモノリス及び木星探査の責任者だったフロイド博士。彼は、ディスカバリー号の再起動と未解決となっているモノリスの調査のため、カーノウ博士とチャンドラ博士、そしてソ連人の乗組員たちと共に、宇宙船レオーノフ号で木星へ向かう。やがて、一行はディスカバリー号を発見し、カーノウ博士が船を再び始動させ、チャンドラ博士がＨＡＬ９０００を復活させるが…。