Cao Bồi Không Gian 2000 là một bộ phim hành động khoa học viễn tưởng kịch tính, xoay quanh tình huống khẩn cấp khi một vệ tinh viễn thông của Nga, sản xuất từ thập niên 50, sắp trôi khỏi quỹ đạo. NASA nhận được yêu cầu hỗ trợ từ Nga khắc phục sự cố, nhưng họ cũng tận dụng cơ hội này để tìm hiểu bí mật về cách tình báo Nga có thể đánh cắp hệ thống điều khiển vệ tinh nhân tạo của Mỹ ngay từ những năm 50. Vệ tinh có khả năng mang tên lửa hạt nhân, và nếu rơi xuống Trái Đất sẽ gây ra thảm họa toàn cầu. Tuy nhiên, hệ thống điều khiển lạc hậu khiến cho chính team kỹ sư của NASA cũng bó tay. Nhân cơ hội này, NASA mời phi công đã nghỉ hưu kiêm kỹ sư hàng không Frank Corvin (Clint Eastwood), người từng tham gia thiết kế hệ thống điều khiển đó và là trưởng nhóm phi hành gia của chuyến bay thử nghiệm đầu tiên lên vũ trụ. Lịch sử phi hành và kỹ thuật chuyên môn của Frank trở thành chìa khóa giải cứu nhân loại trong cuộc chiến với thời gian.