Il film di Kubrick rappresenta una svolta epocale per il cinema di fantascienza e forse non solo per quello. Mai prima era stato tanto potentemente evocato l'ignoto che attende l'uomo oltre gli ormai più o meno disvelati "vicini" planetari del sistema interno, a cominciare dai successivi e misteriosi giganti gassosi posti subito al di là del confine della cintura degli asteroidi. Mai prima l'uomo era stato così esplicitamente riconosciuto vero protagonista, e posto con decisione al centro della scena, soggetto ed oggetto al tempo stesso di una filosofica e quasi metafisica ricerca del significato della vita, e del suo posto e del suo ruolo in un universo largamente incomprensibile nella sua infinità.
In lunga (cinque anni di lavorazione) e tormentata osmosi creativa con il famoso Arthur C. Clarke (che contemporaneamente rielaborava i suoi racconti ispiratori "La sentinella", "Encounter in the Dawn" e "Guardian Angel"), Kubrick realizza un'opera unica ed irripetibile, che si colloca subito e per sempre tra i capolavori immortali del cinema. Senza paragoni ancora oggi gli effetti speciali, realizzati con perfezione maniacale ancor più stupefacente se si considera che sono stati realizzati in anni nei quali la tecnologia della manipolazione delle immagini era ancora assai rudimentale. Originalissimo nella scelta delle musiche, il film è anzitutto geniale ed innovativo nelle tematiche, tra le quali già individua, con moderna visione anticipatoria, il problematico rapporto con l'intelligenza artificiale. Scientificamente corretto, minuzioso e plausibile sino al più piccolo particolare di vita quotidiana nello spazio, visivamente elegante in ogni momento e con alcune sequenze davvero indimenticabili, 2001 rimane uno spettacolo affascinante e suggestivo, ed uno dei più grandi film di tutti i tempi.

Tra le curiosità che fecero molto discutere ci sono il finale emblematico, sulla cui più corretta interpretazione si è scritto di tutto, l'inquietante presenza del calcolatore robotico HAL 9000 (alcuni fanno derivare il nome dalle iniziali del colosso informatico IBM tutte anticipate di una lettera, altri invece dai due metodi di comunicazione Heuristico - ALgoritmico), la cui "pazzia" è in definitiva provocata dall'uomo che trasferisce le sue ambiguità in un sistema logico binario incapace di razionalizzarle, e la completa assenza di figure femminili significative.

Nel 1984 Peter Hyams ha realizzato il sequel 2010, l'anno del contatto.