L'astronave Leonov e il suo equipaggio, del quale fa parte l'astronomo americano Heywood Floyd, è in rotta verso Giove con il compito di studiare il misterioso monolito e recuperare l'astronave Discovery. I cinesi battono sul tempo la Leonov ma, una volta atterrati su Europa, la loro astronave viene distrutta da misteriose forme di vita. Nel frattempo David Bowman, sotto forma di un essere superiore ma non ancora svincolato dalla sua natura umana, lancia strani moniti. Qualcosa di importante sta per accadere ma non è ben chiaro chi ci sia dietro a tutto questo e per quale finalità agisca: il monolito nero, replicandosi all'inverosimile, aumenta la massa di Giove facendolo collassare su se stesso fino a trasformarlo in una stella.
Straordinaria continuazione di 2001, questo romanzo parte proprio là dov'era finita la prima opera per rispondere a molti interrogativi: perché il supercomputer HAL è impazzito? Qual è l'enigma che si cela nell'enorme monolito nero che orbita attorno a Giove? Che fine ha fatto David Bowman e in che cosa si è trasformato?
Appassionante e ricco di suspence, felice fusione di invenzione nattariva e precisione scientifica, il romanzo dà delle risposte ma la soluzione è ancora più inquietante, ricca di immensi dubbi.