En rumstation har cirkuleret rundt om den eneste vandholdige planet Solaris i over hundrede år men pludselig mistes kontakten til besætningen. Chris Kelvin får til opgave at begive sig ud til stationen.Da han ankommer finder han hurtigt ud af et mærkeligt fænomen, som han også selv bliver offer for når minder og hændelser fra den mørkeste del af hjernen viser sig i fysisk form.