Steven Soderbergh giver her sin version af den klassiske sci-fi-novelle af Stanislav Lem. En psykolog (George Clooney) sendes af sted for at undersøge en række mærkelige hændelser på en rumstation ved planeten Solaris. Da han er kommet frem, bliver han selv offer for disse overnaturlige kræfter, og grænsen mellem virkelighed og drøm bliver uklar...