Discovery One est, dans l'univers du film, l'engin spatial le plus rapide jamais construit par l'homme en 2001. Il est le seul astronef à être équipé d'une centrifugeuse intérieure pour permettre à l'équipage de disposer d'une pesanteur artificielle et éviter ainsi une atrophie musculaire.
Il possède également une soute qui sert à entreposer trois modules de sorties extravéhiculaires, des scaphandres et des pièces de rechange. Il dispose de trois sas pour les modules et d'un sas manuel plus petit pour les urgences.
Discovery One est le premier vaisseau d'exploration à être assemblé en orbite terrestre. Pour tester sa fiabilité, la United State Astronotic Agency, branche du National Concil of Astronotic et descendante de la NASA, lui fit faire un voyage Terre-Lune aller-retour sous la supervision du P.R. Walter Curnow.
Équipage
Commandant : David Bowman « disparu »
Second : Frank Poole « décédé »
Topographes hibernautes :
Jack Kimball « décédé »
Charles Hunter « décédé »
Victor Caminsky « décédé »
Système nerveux de l'astronef : HAL 9000 « déconnecté »