El doctor Chris Kelvin se encarga de investigar el comportamiento de un pequeño grupo de científicos a bordo de la estación espacial Prometheus, situada sobre el lejano planeta Solaris, constituido por un inmenso océano. Cuando la expedición de rescate llega al lugar, encuentra un panorama sombrío. Casi todos los miembros de la base han muerto, y los que quedan parecen enloquecidos. Lo mismo que podría estar sucediéndole a Kelvin, pues se despierta junto a su mujer, fallecida unos años atrás.