Многие поколения ученых безуспешно пытаются разгадать тайну загадочной планеты Солярис. Планета покрыта Океаном, представляющим собой гигантский живой мозг. Однако все попытки установить с ним контакт терпят крах. Ученый-психолог Крис Кельвин отправляется в экспедицию на далекий Солярис, чтобы решить вопрос о целесообразности дальнейшего исследования планеты. Здесь, пожалуй, и заканчивается фабульное сходство фантастической прозы Станислава Лема, по чьему роману был поставлен фильм, и киноленты Андрея Тарковского. Если Лем, в целом не принявший концепции режиссера, восстает в своем произведении против претензий человека на гегемонию во Вселенной, то Тарковский обнаруживает в научно-фантастическом сюжете нечто иное, может быть, даже противоположное лемовскому замыслу, но очень близкое его, Тарковского, миропониманию.

То, что Кельвин (его роль бесподобно исполнил Донатас Банионис) обнаруживает на космической станции, исследующей Океан, не укладывается ни в какие, даже самые фантастические представления. После настойчивых экспериментов Океан все-таки откликнулся. Но как? Он вынул из самых глубин подсознания пребывающих на станции космонавтов их тайные переживания и воспоминания, материализовав эти образы. «Посланцы» Океана, а на деле порождения психики самих космонавтов, подводят одного из них, Гибаряна, к самоубийству...

Проблема человеческой памяти, а, значит, человеческой совести - вот что беспокоит режиссера Тарковского. Не случайно Гибарян в предсмертной видеозаписи так и говорит Кельвину: «Крис, знай, это не безумие. Здесь, скорее, что-то с совестью». Действительно, совесть Криса, голос которой он ранее заглушал, в свою очередь предстает перед ним в образе его жены Хари, покончившей собой. Так для Криса начинается, с помощью фантастического Океана, вовсе не фантастическое возвращение к самому себе, к близким, в течение жизни окружавшим его, к своим корням, к Дому в самом высоком смысле этого слова. И чем интенсивнее происходит это возвращение, тем более очеловечивается «посланница» Океана Хари (Н. Бондарчук), прежде бывшая, казалось, только «механическим повторением», «копией», «матрицей», по словам прагматика астробиолога Сарториуса (эту роль сыграл один из любимейших актеров Тарковского Анатолий Солоницын).

«Солярис» — третий полнометражный фильм А. Тарковского и первый, где встает образ Земли, человечества, семьи как образ единого Дома. В соответствии с замыслом картины, изобразительный ряд выстраивается на противопоставлении живого земного и стерильно-космического, воплощенного в холодных интерьерах станции «Солярис». Земное — это природа Земли, тексты Сервантеса, картины Питера Брейгеля Старшего, музыка Баха. Создавая кинообраз Земли-Дома, Тарковский всюду следует тому изобразительному принципу, который был им заявлен еще в работе над «Ивановым детством» (1962): в кадре должно жить время, запечатленное в форме факта. Изображая становление природы, человека как живого времени, Тарковский создает и для зрителя совершенно неповторимые условия постижения самого себя в мире, в котором он живет, путем простого, кажется, вглядывания в мир, наблюдения его стихийного движения.

Фильм был удостоен Большого специального приза на Международном Каннском кинофестивале 1972 года, приза на XXVIII Международном кинофестивале в Карловых Варах 1972 года и премии за лучшее исполнение женской роли (Наталья Бондарчук) на IX международном кинофестивале в Панаме 1973 года.