Solaris tourne autour de deux soleils et ne semble pas abriter de vie. Un jour, pourtant, un groupe de scientifiques y découvre une étonnante entité sous la forme d'un vaste océan protoplasmique. Mais après de nombreuses études, elle est déclarée non pensante et sans intérêt. Jusqu'au jour où le docteur Kelvin débarque sur la planète et rencontre la femme qu'il avait aimée et qui s'était suicidée.