Neuf ans après la mission désastreuse Discovery, une nouvelle expédition composée d’Américains et de Russes part à la recherche du vaisseau perdu et à la recherche, dans la base de données de l’ordinateur rebelle HAL 9000, de quelque chose qui puisse expliquer ce qui s’est passé. Le livre est, en réalité, la suite du film plus que du roman. Si le précédent montrait la rivalité entre les États-Unis et l’Union soviétique, l’antagoniste est désormais la Chine.
Outre l’aventure du voyage et de l’exploration (les descriptions de l’espace sont magnifiques), ce second volet réfléchit également à l’immortalité, presque toujours d’un point de vue matérialiste et désenchanté (bien que ce point de vue ne soit pas réitéré dans cette œuvre de science-fiction), ainsi qu’aux sentiments et aux relations interpersonnelles. Le comportement de HAL 9000 réapparaît ainsi : quelles informations possède l’ordinateur, si ces données présentent des contradictions, comment l’ordinateur prend une décision malgré ces contradictions, etc.