Auf einer Raumstation, die einsam um den mysteriösen Planeten Solaris kreist, gehen merkwürdige Dinge vor sich. Mitglieder der Crew sind zu Tode erschrocken: Menschen, die sie längst verloren glaubten, erscheinen als lebende Phantome vor ihren Augen. Als der Psychologe Chris Kelvin (George Clooney) eintrifft, um den Vorfällen auf den Grund zu gehen, sieht er sich mit einer Macht konfrontiert, die das menschliche Vorstellungsvermögen übersteigt. Sie ist der Schlüssel zu den geheimsten Träumen der Menschheit - oder zu ihren finstersten Alpträumen.