Ni år etter den katastrofale oppdraget til Jupiter med romskipet Discovery, tar en felles amerikansk-sovjetisk ekspedisjon formål av å møte det forlatte romskipet. Målet er å utforske minnebanken til den opprørske datamaskinen HAL 9000 for å avdekke hva som gikk galt, og hva som skjedde med kommandør Dave Bowman. Plutselig setter en kinesisk ekspedisjon kurs mot det samme målet. Dette forvandles til et spennende kappløp for å hente den verdifulle informasjonen som Discovery kan inneholde om den gåtefulle monolitt som kretser rundt Jupiter. Samtidig befinner det som en gang var Dave Bowman, den eneste mennesken som klarte å nøste opp i monolittenes mysterium, seg på en kritisk reise mot jorden med sitt eget essensielle oppdrag. Boken blander oppdagelser, filosofi og en nyervervet lekenhet, og blir av omtaler karakterisert som Clarke's beste verk på over et tiår.