这本小说的创作过程比较特殊，起初是导演库布里克想拍摄一部科幻电影，于是邀请阿瑟克拉克创作了剧本，并一起讨论编剧，电影《2001太空漫游》于1968年上映，而小说随后出版。当时正是美国阿波罗登月计划实行的几年，小说出版一年后，阿波罗11号载人飞船第一次登陆月球，人类的足迹第一次踏上外太空的土地。
趁着工作空闲的几天，有幸拜读了这部科幻大作，读罢思考良久，心情久久不能平静。小说篇幅并不长，共分为三个部分，每个部分发生在不同的时代，由一个神秘的“黑石”串联起来。
1、太初之夜
在很久以前的非洲大地，可怕的恐龙早已经结束了主宰，这片干枯的不毛之地上，生活了一批猿人，他们不够小、不够快也不够狠。在这个弱肉强食的时代，他们已经离灭种不远。望月者是这群猿人的首领，他的父亲在一次捕食过程中受伤而死掉了，但他们猿人没有时间概念，也没有长久的记忆，不会为丧父而感到悲伤，他们有更重要的事情要担心，就是填饱肚子。
有一天黎明，望月者和其他猿人发现了一块长方形的黑色石板，他们用手摸，用石头舔、用牙咬，最终得到一个了不起的结论，“这块岩石一定是夜里长出来的，就像很多植物一样。”
晚上，石板突然振动起来，振动的声音越来越大，也越来越摄人魂魄，猿人都像在梦游般往前移动，望月者和他的猿人部落聚集在石板周围。突然，一个个挑逗又难以言说的魅影，在巨石的表面和内里活动起来。猿人的心智被探测、体态被记录、反复被研究，潜能被评估，猿人们在潜移默化中完成进化。直到有一天，猿人们发现石板不见了，正如它出现时那么突然，而他们也学会了用骨头、用石头对付凶猛的豹子以及各种恶劣的环境，成为了非洲大地上第一个学会使用工具的物种。
2、黑石的秘密
时间如白驹过隙，几十万年后的今天，为了缓解人口压力，人类在月球建立了移民基地，数以万计的人类移民月球。这时，月球上的一个基底突然被隔离起来，人们纷纷猜测此地可能发生了“瘟疫，”弗洛伊德博士是少数知道真相的科学家之一，原来所谓的瘟疫并不存在。基底封锁的原因是因为在“第谷环形山”，科学家发现了一块长方形的黑色石板—TMA-1。石碑的长宽高之比为1:4:9，即前三个自然数1，2，3的平方，无论科学家用多么精密的仪器进行测量，黑石的变长之比都是精确的1:4:9。更为可怕的是黑石已经埋在这里超过三百万年，而那时还没有人类。也就是说，黑石是外星文明的产物，人类也并不是宇宙中唯一的文明。
石板被科学家从地下挖出来，当第一缕阳光照在石板上，石板周围的人都听到一阵尖锐的电子声音，好像收音机的报时信号由于电流太强而扭曲，极其刺耳。这段电子声音如同某种非物质形态的能量，从月球表面直往深远的星空而去。
3、人类的起源
鲍曼和普尔是发现号的两名宇航员，飞船上另外三名同事还在休眠当中。鲍曼和普尔负责看守发现号，之所以叫看守，是以为发现号真正的船长，并不是这两名人类，而是一个超级人工智能—哈尔。发现号的最初目的是探索木星，而当黑石被发现之后，飞船的任务内容作了些变动，至于任务具体内容，只有休眠中的同事和计算机哈尔知道，鲍曼和普尔对此一无所知。
有一天，哈尔告诉鲍曼和普尔，飞船的一枚探测器发生故障，普尔出舱进行维修，在普尔进行维修的过程中，宇宙仓突然失去控制，急速向普尔撞去，他命令哈尔立即停止宇宙仓，但没有成功。于是普尔和宇宙仓一起，消失在茫茫太空。普尔牺牲后，鲍曼成为飞船上唯一清醒的人类，他想要夺得飞船的控制权，却被哈尔拒绝了，他想要提前唤醒另外三名同事，却未曾想打开休眠仓的时候，飞船瞬间处在真空环境，鲍曼躲进宇宙仓逃过一劫，另外三名宇航员却牺牲了。
这时，鲍曼终于确认了一个事实，哈尔叛变了，是他杀死了另外四位宇航员。
在得知真相之后，鲍曼发疯似的破坏哈尔的神经单元，这个时候，他也知道了此行的真正目的。原来，当初从黑石发出的能量波，目的地正是土卫8。而发现号此次航行的真正目的，就是为了探索外星文明。
发现号如一叶扁舟，漂泊在茫茫太空中。三个月后，发现号深入幅员辽阔的土星卫星体系，在土星轨道上，一块巨大的黑色石板倏然出现在飞船面前，和月球上发现的一模一样，不过更加巨大，飞船渐渐靠近黑石，这时，黑石像时空之门一样缓缓打开了，鲍曼的宇宙仓穿越黑石，看到另一个浩瀚的宇宙。
鲍曼看到创造人类的主宰、银河系最高级的智慧，曾经也和人类一样，在另一个世界里诞生。
当他们掌握能力，便开始向群星出发，当血肉之躯面临极致时，当他们打造的机器胜过他们的肉体，就是搬家的时候了。首先是头脑，然后只需要他们的思想，最终他们搬进了由金属和塑料打造的新家。他们不再建造宇宙飞船，因为他们就是宇宙飞船。不过，机器躯体的时代也很快过去了，在无休止的进化中，他们学会了把知识储存在空间本身的结构中，把自己的想法恒久的保存在凝冻的光格中，他们成为了辐射能的生物，最终摆脱了物质的束缚，转化为纯粹的能量之后，他们又改变了自己，在千百个世纪之后，那些被他们舍弃的空壳，在无意识的死亡之舞中短暂颤抖之后，崩裂成尘，现在他们是银河系的主宰了，超越了时间和空间的限制，拥有神一般的力量。他们变成了农夫，而茫茫宇宙就是他们的农场，人类只是他们其中的一种农作物。而黑石只不过是他们创造生命的媒介。
鲍曼在黑石中漫游，在他的四周，高达数千英里的火焰在慢慢腾起而又落下，他却感觉不到一点热，宇宙仓缓缓降落，最终，分离仓停在一片光洁的地板上。
这是一间雅致，但再也寻常不过的饭店套房，房子内的陈设布置，几乎和地球上一模一样，但这些都是仿制品，鲍曼在房间里吃了些东西，洗了个澡，在床边黑石的注视下，终于沉沉的睡去，等鲍曼再次醒来时，他重新降生为婴儿，一个知晓宇宙奥秘的星孩，在黑石的帮助下，他进化为更加高级的智慧。鲍曼翱翔在宇宙中，最终停留在地球上空，他注视着这颗美丽的蓝色星球，陷入了思绪当中。至此，小说完。
小说的创造背景是上世纪六十年代，读罢不觉为作者天马行空的想象力而折服，同时又陷入深深的思考当中。我们或许不是宇宙的唯一生命，我们究竟从哪里来，或者我们将去往何方，我们能否突破空间和时间的限制，探索更加遥远的外太空。我们能否摒弃这一具有缺陷的血肉之躯，进化为更加高级的生命。当然，这一切都是未知数，只能留给未来了。
不过，人类的好奇心是无穷无尽的，仰望星空之时，或许我们也在慢慢进化。