心理学家克里斯·凯尔文奉命前往围绕索拉里斯星运行的太空站，调查一系列神秘事件。抵达后他发现站内科学家陷入精神崩溃，而神秘的海洋似乎拥有意识，能将人类心中最深处的情感与记忆实体化。凯尔文在这里遇到了已故妻子哈丽的复制体，她不仅是记忆的幻影，更逐渐拥有了真实的情感与自我意识。凯尔文在科学真相与人性纠葛中挣扎，最终领悟到爱是超越理性与未知的存在。影片深刻探讨了人类认知的局限与情感的力量。