Producida por Kubrick para la MGM, contó con Victor Lyndon como productor asociado. El guion fue escrito por el propio Kubrick y por el novelista Arthur C. Clarke, basándose en un cuento de este último titulado El centinela, escrito en 1948 y publicado originalmente en la revista 10 Historias de Fantasía, en 1951.
Es la película de ciencia-ficción por excelencia de la Historia del cine. Narra los diversos periodos de la historia de la humanidad, no sólo del pasado, sino también del futuro. Hace millones de años, antes de la aparición del "homo sapiens", unos primates descubren un monolito que los conduce a un estadio de inteligencia superior. Millones de años después, otro monolito, enterrado en una luna, despierta el interés de los científicos. Por último, durante una misión de la NASA, HAL 9000, una máquina dotada de inteligencia artificial, se encarga de controlar todos los sistemas de una nave espacial tripulada.
Fue estrenada el 6 de abril de 1968 en el Cinerama Theatre Broadway de Nueva York. En un inicio recibió críticas polarizadas, destacándose sobre todo sus efectos visuales y su abstracción de la trama, lo que los críticos tomaron como uno de los puntos débiles de la película. Pero en la actualidad es una de las películas más aclamadas de la cinematografía estadounidense y mundial, sus avanzados efectos especiales lo hicieron acreedor de un Oscar en dicha categoría. En 1991 fue inscrita en el Registro Nacional de Grabaciones de la Biblioteca del Congreso de los EEUU debido a su «significado cultural o histórico».