Steven Soderbergh gir her sin versjon av den klassiske sci-fi-novellen av Stanislav Lem. En psykolog (George Clooney) sendes i vei for å undersøke en rekke merkelige hendelser som har skjedd på en romstasjon utenfor planeten Solaris. Vel fremme faller han selv for disse overnaturlige kreftene og grensen mellom drøm og virkelighet blir uklar...