В основе сюжета лежит одноимённый фантастический роман Станислава Лема. Его история о столкновении человека с инопланетной цивилизацией пронизана настоящей философской глубиной. Фильм рассказывает о том, как экипаж космической станции, занимающейся разгадкой тайн планеты Солярис, знакомится с учёным Крисом Кельвином, которого отправили разобраться в странных сообщениях от космонавтов.