Los Angelesista Tukholmaan lentävä Boeing 777 katoaa jäljettömiin Taalainmaan yllä mukanaan 200 matkustajaa. Putoamispaikkaa ei löydy. Tekoa epäillään terrori-iskuksi, ja Ruotsi siirtyy täyteen valmiustilaan.
Thana ”Monty” Montgomery on juuri juhlinut saatuaan haluamansa työpaikan Ruotsin avaruushallinnossa, kun hänet kutsutaan puolustusvoimien esikunnan järjestämään kriisikokoukseen asiantuntijana. Pian hän, entinen agentti Henry Jäger ja Nasan tutkija tohtori Hyman lentävät tiedustelukoneella kohti Taalainmaata.
Ennen pitkää ryhmä päätyy vihamieliseen paikkaan, vieraalle planeetalle, jolla hengissä selviämisen lisäksi on etsittävä keino päästä takaisin Maahan. Ihmiskuntaa on varoitettava sitä uhkaavasta vaarasta, maailmankaikkeuden pahimmasta vihollisesta.

Musta tähti on elokuvamaisesti kerrottu science fiction -trilleri, mielikuvituksellinen mutta silti realistinen avaruusseikkailu ihmisistä, jotka haaksirikkoutuvat vieraalle planeetalle.