Neuvostoliittolaisohjaaja Andrei Tarkovskin ylistetyssä Stanislav Lemin romaaniin pohjautuvassa tieteiselokuvassa psykologi Kris Kelvin lähetetään Solaris-planeettaa kiertävälle avaruusasemalle tutkimaan sen miehistön salaperäisiä kohtaloita. Hänelle paljastuu pian, että planeetan meri on elävää ainetta, joka toimii kuin jättiläisen aivot. Meri on alkanut vaikuttaa kosmonautteihin luomalla heidän muistoistaan, haaveistaan ja pakkomielteistään eläviä olentoja. Onnistuuko hän itse selviytymään Solariksen vaaroilta?