Dalla sua prima nel 1968, 2001: Odissea nello spazio è stato analizzato e interpretato da molte persone: da critici cinematografici professionisti a scrittori dilettanti e appassionati di fantascienza. Il regista del film, Stanley Kubrick, e lo scrittore, Arthur C. Clarke, volevano lasciare il film aperto a interpretazioni filosofiche e allegoriche, presentando intenzionalmente le sequenze finali del film senza che il filo narrativo alla sua base fosse evidente; un concetto illustrato dal fotogramma finale del film, che contiene l'immagine di un embrionale "Bambino delle stelle".
Apertura all'interpretazione Kubrick incoraggiò le persone a esplorare le proprie interpretazioni della pellicola e rifiutò di offrire una spiegazione di "ciò che è veramente accaduto" nel film, preferendo invece lasciare abbracciare al pubblico le proprie idee e teorie. In un'intervista del 1968, Kubrick affermò:
Nessuno dei due creatori ha equiparato l'apertura all'interpretazione con l'insensatezza, nonostante possa sembrare che Clarke abbia insinuato ciò quando ha affermato, poco dopo l'uscita del film, "Se qualcuno lo comprende dopo la prima visione abbiamo fallito nel nostro intento".
Quando seppe del commento Kubrick disse "Credo che lo abbia detto scherzosamente. La vera natura dell'esperienza visiva in 2001 è dare allo spettatore una reazione istantanea, viscerale che non richiede — e non dovrebbe — una maggiore amplificazione."McAleer, Neil (1 December 1993). Dopo avere saputo che Kubrick aveva considerato il suo commento "scherzoso" Clarke rispose:
In una discussione successiva sul film con Joseph Gelmis, Kubrick disse che il suo principale obiettivo era quello di evitare la "formulazione verbale intellettuale" e raggiungere "il subconscio dello spettatore". Disse che non aveva volutamente cercato ostinatamente l'ambiguità, che fu semplicemente un risultato inevitabile del fare un film non-verbale, nonostante abbia riconosciuto che questa ambiguità sia stata un bene inestimabile per il film. Era disposto quindi a dare una abbastanza onesta spiegazione della trama per quanto riguarda quello che lui ha chiamato il "livello più semplice", ma non lo era a discutere dell'interpretazione metafisica del film che sentiva di dovere lasciare allo spettatore individuale."The Film Director as Superstar" (Doubleday and Company: Garden City, New York, 1970) by Joseph Gelmis.
Il romanzo di Clarke come spiegazione L'omonimo romanzo di Arthur C. Clarke venne sviluppato contemporaneamente al film, nonostante sia stato pubblicato dopo la sua uscita.Arthur C. Clarke, The Lost Worlds of 2001. Esso sembra spiegare il finale del film in modo più chiaro. Il romanzo di Clarke identifica chiaramente il monolite come un oggetto creato da una razza aliena che è passata attraverso molti anni di evoluzione, partendo dalle forme organiche, attraverso le biomeccaniche e infine ha raggiunto uno stato di pura energia. Questi alieni attraversano il cosmo aiutando le specie minori nel compiere i passi dell'evoluzione. Il romanzo spiega la sequenza della stanza d'albergo come una specie di zoo alieno — fabbricato dalle informazioni derivate dalle trasmissioni televisive intercettate dalla Terra — nelle quali Dave Bowman viene studiato dalle entità aliene invisibili. Il film di Kubrick lascia tutto ciò inespresso.
Il fisico Freeman Dyson incoraggia quelli confusi dal film a leggere il romanzo di Clarke:
Clarke stesso era solito suggerire di leggere il libro, dicendo "Dico sempre alla gente: 'Leggete il libro, vedete il film e ripetete la dose quanto è necessario'", nonostante, come indica il suo biografo Neil McAleer, egli stesse promuovendo le vendite del suo libro al tempo. Altrove disse: "Troverete la mia interpretazione nel romanzo; non è necessariamente quella di Kubrick. Né la sua è necessariamente quella 'giusta' – qualsiasi cosa voglia dire".
Il critico cinematografico Penelope Houston notò nel 1971 che il romanzo differisce in molti fattori chiave rispetto al film e per questo forse non dovrebbe essere ritenuto un passepartout per aprirlo.
Stanley Kubrick era meno incline a citare il libro come una definitiva interpretazione del film, ma di frequente rifiutava di discutere di qualsiasi possibile significato più profondo durante le interviste.
L'autore Vincent LoBrutto, in Stanley Kubrick: A Biography, è propenso a notare le differenze creative che portano a una separazione di significato per il libro e il film.
Interpretazioni religiose In un'intervista per la rivista Rolling Stone Kubrick disse "Sul livello psicologico più profondo la trama del film simboleggia la ricerca di Dio e alla fine postula ciò che è poco meno di una definizione scientifica di Dio [...] Il film ruota attorno a questa concezione metafisica e gli strumenti realistici e i sentimenti documentari riguardo al tutto furono necessari per indebolire la tua innata resistenza al concetto poetico."
Quando Eric Nordern gli chiese, nell'intervista con Playboy, se 2001: Odissea nello spazio fosse un film religioso, Kubrick disseThe ALT.
Nella stessa intervista egli inoltre incolpa la reazione negativa della critica a 2001 come segue:
Interpretazioni allegoriche Il film è stato visto da molte persone non solo come una storia letterale riguardo all'evoluzione e alle avventure nello spazio, ma come una rappresentazione allegorica degli aspetti di concetti filosofici, religiosi o letterari.
Allegoria di Nietzsche Il trattato filosofico di Friedrich Nietzsche, Così parlò Zarathustra, sul potenziale del genere umano, è citato in modo diretto dall'uso dell'inizio dell'omonimo poema sinfonico di Richard Strauss. Nietzsche scrive che l'uomo è un ponte fra la scimmia e l'Oltreuomo. In un'intervista al New York Times, Kubrick diede credito alle interpretazioni di 2001 basate su Zarathustra quando disse: "Qualcuno disse che l'uomo è il passaggio mancante fra le scimmie primitive e gli esseri umani civilizzati. Potreste anche dire che è intrinseco nella storia. Siamo semicivilizzati, capaci di cooperazione e affetto, ma necessitiamo qualche sorta di trasfigurazione in una più elevata forma di vita. L'uomo è in una condizione veramente instabile." Inoltre, nel capitolo Delle Tre Metamorfosi, Nietzsche identifica il bambino come l'ultimo gradino prima dell'Oltreuomo (dopo il cammello e il leone), prestando ulteriore supporto a questa interpretazione alla luce del "Bambino delle stelle" ("star-child", in inglese) che appare nelle scene finali del film.
Donald MacGregor ha analizzato il film nei termini di un lavoro differente, La nascita della tragedia, nella quale Nietzsche si riferisce al conflitto umano fra i modi di essere Apollinei e Dionisiaci. La parte Apollinea dell'uomo è razionale, scientifica, misurata e compassata. Per Nietzsche un modo di esistere puramente Apollineo è problematico, dal momento che mina la parte istintiva dell'uomo. L'uomo Apollineo manca di un senso di integrità, immediatezza e gioia primitiva. Non è un bene per una cultura l'essere totalmente Apollinea o Dionisiaca. Mentre il mondo delle scimmie all'inizio di 2001 è Dionisiaco, il mondo del viaggio verso la luna è totalmente Apollineo e HAL è un'entità interamente Apollinea. Il film di Kubrick uscì appena un anno prima del festival rock di Woodstock, un affare completamente Dionisiaco. MacGregor sostiene che David Bowman nella sua trasformazione abbia riacquisito il suo lato Dionisiaco.
Il conflitto fra l'interno Dioniso e Apollo dell'umanità è stato usato come una lente attraverso la quale vedere molti altri film di Kubrick: Arancia Meccanica, Dr. Stranamore, Lolita e Eyes Wide Shut.
Allegoria del concepimento 2001 è stato descritto anche come un'allegoria della concezione umana, nascita e morte. In parte, questo può essere osservato attraverso i momenti finali del film, che sono definite dall'immagine del "Bambino delle stelle", un feto in utero che attinge al lavoro di Lennart Nilsson. Il bambino stellare simboleggia un "nuovo grande inizio", ed è ritratto nudo e indifeso, ma con gli occhi ben aperti.
Il giornalista neozelandese Scott MacLeod vede dei paralleli fra il viaggio della navicella e l'atto fisico del concepimento. Abbiamo la lunga navicella con la testa a forma di bulbo come lo spermatozoo, il pianeta di destinazione Giove (o il monolite che viaggia vicino a esso) come l'uovo e l'incontro dei due come l'innesco di una nuova razza di uomo (il "bambino stellare"). Il lungo spettacolo di luci pirotecniche a cui David Bowman assiste, che ha disorientato molti recensori, è visto da MacLeod come la prova di Kubrick nel ritrarre visivamente il momento del concepimento, quando il "bambino stellare" viene in essere.
Portando più lontano l'allegoria MacLeod sostiene che le scene finali nelle quali Bowman sembra vedere una versione di se stesso che invecchia rapidamente attraverso una "deformazione del tempo" è in effetti Bowman che assiste al declino e alla morte della sua stessa specie. La vecchia razza dell'uomo sta per essere rimpiazzata dal "bambino stellare", che è stato concepito dall'incontro fra la navicella spaziale e Giove. MacLeod vede anche dell'ironia nell'uomo come creatore (di HAL) sull'orlo dell'essere usurpato dalla sua stessa creazione. Distruggendo HAL, l'uomo respinge simbolicamente il suo ruolo di creatore e fa un passo indietro dall'orlo della sua stessa distruzione.
In modo simile, nel suo libro, The Making of Kubrick's 2001, l'autore Jerome Agel propone l'interpretazione che il Discovery One rappresenti sia un corpo (con vertebre) sia una cellula di sperma, con Bowman che è la "vita" nella cellula che viene trasmessa. In questa interpretazione, Giove rappresenta sia una femmina che un ovulo.
Tripla allegoria di Wheat Una estremamente complessa allegoria a tre livelli viene proposta da Leonard F. Wheat nel suo libro Kubrick's 2001: A Triple Allegory. Wheat afferma che "Molti... luoghi comuni (sul film) possono essere identificati come fallacei per riconoscere che 2001 è un'allegoria – una storia superficiale i cui personaggi, eventi e altri elementi raccontano simbolicamente una storia nascosta... Nel caso di 2001, la storia superficiale in effetti fa qualcosa senza precedenti nel cinema o nella letteratura: incarna tre allegorie." Secondo Wheat, le tre allegorie sono: Il trattato filosofico di Friedrich Nietzsche, Così Parlò Zarathustra, che è segnalato dall'uso dell'omonima musica di Richard Strauss. Wheat nota il passaggio in Zarathustra descrivendo l'umanità come un acrobata in equilibrio fra la scimmia e l'Oltreuomo e sostiene che tutto il film mette in scena quell'immagine. Il poema epico di Omero, L'Odissea, che è segnalata nel titolo del film. Wheat nota, per esempio, che il nome "Bowman" potrebbe fare riferimento a Odisseo, la cui storia finisce con una dimostrazione della sua bravura come arciere. Inoltre segue studiosi precedenti nel collegare HAL che ha un solo occhio con il Ciclope e nota che Bowman uccide HAL inserendo una piccola chiave, proprio come Odisseo acceca il Ciclope con un palo. Wheat sostiene che l'intero film contiene riferimenti a quasi tutto ciò che accade a Odisseo nei suoi viaggi; per esempio egli interpreta le quattro astronavi viste orbitare attorno alla Terra immediatamente dopo la sequenza delle scimmie come rappresentanti Era, Atena, Afrodite e Eris, le protagoniste del Giudizio di Paride, che comincia il Ciclo Troiano degli eventi della Guerra di Troia che si conclude con l'Odissea di Omero. La teoria di Arthur C. Clarke della futura simbiosi di uomo e macchina, estesa da Kubrick in quello che Wheat chiama "uno scenario con tre salti dell'evoluzione": dalla scimmia all'uomo, un salto mancato dall'uomo alla macchina e un finale salto di successo dall'uomo al "bambino stellare".