Rendez-vous avec Rama d’Arthur C. Clarke raconte la mission du vaisseau spatial Endeavour et de son personnel alors qu’ils accomplissent une mission d’exploration sur un vaisseau spatial extraterrestre voyageant à travers le système solaire. Le roman souligne les difficultés rencontrées par les explorateurs qui tentent de s’adapter à un environnement obéissant aux règles de la physique dans un lieu très différent de celui de la Terre. L’histoire se concentre sur le personnage de Bill Norton, le commandant du vaisseau spatial Endeavour, et sur les problèmes techniques auxquels il est confronté alors qu’il tente de recueillir des informations et de comprendre le monde de Rama.
Au cours du dernier quart du 22e siècle, l’humanité a repéré un objet spatial inconnu et inattendu traversant la trajectoire des planètes en direction du Soleil. L’objet s’appelle Rama et les scientifiques envoient une sonde à proximité de l’objet. La sonde identifie Rama comme un objet artificiel métallique de la taille d’une petite météorite, parfaitement cylindrique et apparemment inactif. Une équipe d’explorateurs est alors envoyée en mission pour atterrir sur l’objet et explorer son contenu. L’équipe à bord du vaisseau spatial Endeavour découvre un monde dont les caractéristiques physiques sont très différentes de celui qui prévaut ailleurs dans l’univers et où les lois de la physique s’appliquent à un monde cylindrique fermé et autosuffisant.
Au début, le monde de Rama semble être endormi ou mort depuis un million d’années alors qu’il dérivait dans l’espace. Puis, à mesure qu’il se rapproche du Soleil, le vaisseau extraterrestre froid et sombre se réveille sans avertissement et s’illumine. La vie émerge des profondeurs de la mer cylindrique qui coupe le monde de Rama en deux. L’évolution se déroule à un rythme très accéléré, car des espèces extraterrestres naissent constamment et sont ensuite recyclées par leur environnement. Les explorateurs rencontrent différentes espèces d’extraterrestres non menaçantes. Ces créatures extraterrestres, en partie biologiques et en partie robotiques, sont remplacées à plusieurs reprises par des êtres plus complexes au cours de cycles de quelques jours.
Les aventuriers font face à différents défis technologiques et doivent s’appuyer à la fois sur leurs propres connaissances et sur les conseils d’un comité de scientifiques situés sur une autre planète pour conquérir les secrets de Rama. La trajectoire du vaisseau extraterrestre oblige le vaisseau de l’explorateur à mettre fin à sa mission et à partir au moment même où le monde de Rama semble revenir à son état d’origine sombre, silencieux et apparemment endormi. Rama se réaligne alors et accélère vers le Soleil, puis rebondit sur l’étoile de feu et continue vers sa destination inconnue.