Lo scienziato Kris Kelvin viene inviato a condurre indagini sulla base orbitante attorno al pianeta Solaris. Lì pare che delle radiazioni sortiscano strani effetti su tutto l'equipaggio, ossia quello di materializzare ricordi e ossessioni. Ciò accade anche a Kris che vede rivivere la sua fidanzata morta anni prima, e gli spettri di altri scienziati. Quando poi torna sulla terra tutto sembra meno tranquillo di quanto appare...