Um médico psiquiatra é chamado a uma estação espacial que orbita um mundo oceânico chamado Solaris e apura que o comandante de uma expedição ao planeta morreu misteriosamente. Outros acontecimentos estranhos ocorrem, como, por exemplo, o aparecimento de antigos membros da tripulação, incluindo alguns já mortos. Suspeita-se que a causa destes acontecimentos está relacionada com a existência de uma espécie de inteligência que o planeta desconhecido acolhe. Esta é a segunda versão cinematográfica da ficção de Stanislaw Lem, que em 1972 deu origem a um dos filmes mais famosos de Andrei Tarkovsky.