Når Kris Kelvin ankommer planeten Solaris for å studere havet som dekker overflaten, blir han tvunget til å konfrontere en smertefull og tidligere ubevisst hukommelse, i form av en fysisk inkarnasjon av en lenge avdød elsker. Andre forskere på stasjonen opplever lignende plager, og spekulasjonene blant vitenskapsmennene vokser: Kan det være slik at Solaris-havet er en gigantisk hjerne som skaper inkarnert minner? Men hensikten med denne skapelsen forblir ukjent. "Solaris" tar opp et spørsmål som har vært sentralt i menneskelig erfaring og litteratur i århundrer: Kan vi virkelig forstå universet rundt oss uten først å forstå hva som ligger innenfor oss selv?