Психолога Кріса Келвіна відправляють розслідувати дивні події на космічній станції, що обертається на орбіті планети Соляріс. Після прибуття на станцію Кельвін виявляє, що члени екіпажу переживають незрозумілі явища, зокрема зустрічі з "гостями", які є фізичними проявами їхніх спогадів і бажань.
Келвіна самого починає переслідувати привид його покійної дружини Реї. Боротьба з її присутністю змушує його зіткнутися з невирішеними питаннями та почуттям провини за їхні стосунки та її трагічну смерть. Келвін дедалі більше занурюється в таємничу силу Соляріса, яка має здатність матеріалізувати глибоко вкорінені думки та емоції тих, хто перебуває на станції.