O filme é memorável por sua trilha sonora, resultado da associação feita por Kubrick entre o movimento de satélites e os dançarinos de valsas, o que o levou a usar Danúbio Azul, de Johann Strauss II e o famoso poema sinfônico de Richard Strauss, Also sprach Zarathustra, para mostrar a evolução filosófica do Homem, teorizado no trabalho de Friedrich Nietzsche de mesmo nome.

Apesar de ter sido recebido inicialmente de forma mista, 2001: A Space Odyssey é atualmente reconhecido pela crítica e pelo público como um dos melhores filmes já feitos. Foi indicado a quatro Oscars, recebendo um por melhores efeitos visuais. Em 1991 foi considerado "culturalmente, historicamente ou esteticamente significante" pela Biblioteca do Congresso dos Estados Unidos para ser preservado no National Film Registry.