El doctor Chris Kelvin, experto en psiquiatría, recibe un vídeo de su amigo el doctor Gibarian, que le pide ayuda desde la base espacial en la que está destinado, situada cerca del planeta Solaris. Kelvin acepta ir hasta la estación espacial para estudiar el extraño fenómeno del que hablaban en el mensaje. Al llegar descubrirá que sólo hay dos supervivientes de la tripulación.

Steven Soderbergh rinde homenaje a uno de los grandes films de Andrei Tarkovsky, adaptando la misma novela de Stanislaw Lem que el director ruso llevó a la pantalla en 1972. Soderbergh recortó considerablemente su duración sin renunciar por ello al complejo estudio de la soledad, el aislamiento y las dolorosas cargas emocionales del pasado que dibuja esta historia.