Kris Kelvin landet auf der Raumstation über dem Planeten Solaris, wo Forscher das Verhalten eines rätselhaften, alles bedeckenden Ozeans untersuchen. Dieser scheint intelligent zu sein und materialisiert aus den Erinnerungen der Besatzung reale Gestalten – in Kelvins Fall seine verstorbene Geliebte. Die Erscheinungen konfrontieren die Menschen mit Schuld, Sehnsucht und der Unmöglichkeit objektiver Erkenntnis. Der Roman kreist um das Scheitern zwischenmenschlicher und interstellarer Kommunikation und die Grenzen menschlicher Wissenschaft im Angesicht eines radikal Fremden.