Một nhà tâm lý học được gửi đến một trạm vũ trụ quay quanh một hành tinh tên là Solaris để điều tra cái chết của một bác sĩ và các vấn đề về tinh thần của các phi hành gia trên trạm. Anh ta sớm phát hiện ra rằng nước trên hành tinh là một loại não mang lại những ký ức và ám ảnh bị kìm nén.