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科學幻想（英語：Science fiction），簡稱科幻，是虛構作品的一種類型，描述諸如未來科技、時間旅行、超光速旅行、平行宇宙、外星生命、人工智能、錯置歷史等有關科學的想像性內容。科幻作品包括科幻小說、科幻電影、科幻動畫、科幻漫畫、科幻遊戲、科幻音樂等不同的類別[註 1]。科幻目前已逐漸發展成為一種文化和風格，而科幻文化也成為了一種由科幻作品衍生而來的次文化，和較為嚴謹的學術領域未來學有密切的關係。
 | 此條目沒有列出任何參考或來源。 (2020年6月7日) |
提示：此條目的主題不是科幻小說。
科幻小說在19世紀已有著名的實驗性作品，反映當時科學技術發展發展對於社會和個人造成的衝擊所帶來日益強烈的矛盾心態。科幻小說的種類包含以如真似幻的想像情節作為主要元素的小說，以及以社會未來概念為題材，透過已知或予以之不違反的科學原理推論作為情節合理化與推展方向基礎的小說。科幻小說中最為人稱道的作品包括：19世紀作家瑪莉·雪萊的作品《科學怪人》（1818）[註 2]、羅伯特·路易斯·史蒂文森的《化身博士》（1886）；20世紀作家儒勒·凡爾納、赫伯特·喬治·威爾斯、雨果·根斯巴克和以撒·艾西莫夫的作品；以及20世紀晚期作家庫爾特·馮內古特、C·S·路易斯以及雷·布萊伯利、菲利普·狄克、艾茵·蘭德的科幻小說，內容以人類未來社會、太空旅行可能造成的後果以及外星生物、人工智能為情節元素。
從電影誕生之初，驚悚風格的科幻故事就常被搬上銀幕。作為「科技進步結出的藝術碩果」，電影似乎和科幻小說有着天然的姻緣。電影發明的百年來，「科幻片」一直是一個重要的類型。隨着電腦特技的發展成熟，科幻電影的表現力也越來越強，吸引着觀眾觀看。
以下幾種是常見的科幻電影：
- 超級英雄片：此類型來源於美式超級英雄漫畫，代表作有《超人》、《蝙蝠俠》、《復仇者聯盟》等。
- 怪獸電影：將外星、史前生物表現為猙獰恐怖的怪獸，代表作有《酷斯拉》、《哥斯拉》、《侏羅紀公園》、《異形》、《普羅米修斯》等。
- 喪屍片：此類作品描述人類因某種疾病、輻射或不知名原因而變成喪屍，代表作有《惡靈古堡》、《地球末日戰》、《毀滅倒數28天》等。
- 災難片：地球資源耗盡、外星人入侵或重大自然災害，代表作有《未來水世界》、《第五元素》、《明日之後》、《破·天·慌》等。
- 星際旅行電影：表現人類探索宇宙、在異星冒險、開拓的故事。代表作為《星艦奇航記》、《星際效應》、《火星任務》、《瓦力》。
- 太空史詩片：描寫宇宙中各大勢力之間的競爭。代表作有《星球大戰》、《沙丘》、《2001太空漫遊》等。
- 時間旅行電影：表現時空轉換冒險和奇遇。代表作有《回到未來》、《終結者》、《時間機器》、《明日邊界》等。
- 機械人電影：表現機械人和人類的關係，包括機械倫理問題。代表作有《機械公敵》、《A.I.人工智能》、《人造意識》、《雲端情人》等。
- 賽博朋克電影：表現資訊科技高度發展到後，人或機械人製造的虛擬實境世界中，包含本體論與自我認知的問題。代表作有《銀翼殺手》、《創戰紀》、《挑戰者1號》
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日本的早期經典動漫裏，無論是大師手塚治虫的《小飛俠阿童木》、藤子·F·不二雄的《多啦A夢》，或是二十一世紀以來作品《涼宮春日的憂鬱》（谷川流原作）、《科學超電磁砲》（鎌池和馬原作）、《刀劍神域》（川原礫原作）；還有，美國漫畫的超級英雄（如鋼鐵人、蟻人、蝙蝠俠等）無一不借科技之力懲奸除惡；科幻一直是動畫、漫畫領域最流行的主流設定之一。又因動漫與電子遊戲間密不可分的聯繫，科幻故事也是遊戲中的常見元素之一。
不過因為受眾群體年齡層次較低，所以一般都簡化了複雜的概念，和奇幻、童話元素相結合，既感覺有科技要素，又不乏可愛天真。不過，還有大量像《新世紀福音戰士》（庵野秀明導演）、《阿基拉》（大友克洋導演）、《攻殼機動隊》（押井守製作、士郎正宗原著）、《Animatrix》（《黑客帝國》動畫版）、《銀河英雄傳說》、《銀河戰國群雄傳》、《命運石之門》、《PSYCHO-PASS心靈判官》（虛淵玄原案）、《魔法少女小圓》（虛淵玄製作）、《樂園追放》（虛淵玄製作）等，面向較高年齡層次的主題深刻的科幻動畫作品。
科幻作品題材所涉及的範圍相當廣大，以至於難以列出單獨的清單。以下將粗疏地對目前主流的科幻作品主題做一個簡單羅列。所提供的例子並非全部曾有單獨成篇的作品，更常見的情況是在同一個作品中便牽涉兩到三個主題，比方說在《時間機器》中對主角所旅行到的未來世界的描述，就有文明崩壞的味道。
如果你有一個科幻類的自認為嶄新的點子，不建議你在下表當中尋找有無類似的，這很可能讓你喪失創作熱情；不過當你想要尋找靈感時，倒可以瀏覽下表追循前人的足跡。
- 因為某種理由，故事背景所在的未來、或者一個曾有先進遠古文明的架空世界，明顯曾發生文明崩壞或倒退。常見的理由例如過度污染使自然環境惡化產生巨大天災、大規模毀滅兵器、星際戰爭、人口過度膨脹資源供應體系崩潰造成的大規模滅絕、瘟疫、超科技失控（例如納米機械）。
- 烏托邦。作者基於自己的一種創見，描述未來或似未來架空世界的人類，怎麼利用更高的科技或其他層面的應用技術消弭高科技的副作用，達成和諧的生活。比方說針對燃油車的污染問題，科幻小說家曾提出反重力運輸設施之類的構想。
- 反烏托邦，尤其是其中抓緊近代技術濫權疑慮的賽博朋克。所謂的技術濫權疑慮，是指近代新生的專利權概念，卻可能支持一些掌握尖端科技的人可不受監督的運用這些科技、從而以曲折手法達成極權目的。在這類小說中最常見的邪惡勢力角色由托拉斯扮演。其他的反烏托邦，則是更廣泛地針對某種被作者認為有害的高科技、或者太天真的理想主義，進行渲染並反諷。
- 自然被過度壓縮，人類傲慢征服一切的未來社會或似未來架空世界。可能對這種社會的病態現象也備有一些陳述，但活在那個世界的人似乎都已經習慣了。
- 對人工智能、虛擬實境或其他高科技過度依賴的病態未來社會、或似未來架空世界。有時這些高科技也會產生人類似的野心，而開始或試圖進行它們的極權統治。
- 太空歌劇（SF opera）：創作者大可以拼湊一些常見未來社會架空要素組成舞台，然後隨自己高興地在這裏上演一場愛情悲喜劇、或恐怖劇、或民主vs極權戰爭，給觀眾耳目一新的感受。一個類似的詞語是星際奇幻（Space Fantasy）。
- 單一政府 : 指一個世界規模的大國亦或是一個世界規模的國家聯邦（如聯合國）統治著一個甚至是多個星球或星系。
- 巨型企業 : 一個全球性巨型企業取代了「政府」的地位，全盤接管政府的義務和權利，通常擁有自己的軍隊以及完整的科研體系。
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- 星際旅行
- 外星球
- 環境與地球相似的行星，可能充滿各種從未見過的奇花異草和奇珍異獸。
- 外星生命
- 行星生命體。可以是沒有高智慧，類似補蠅草葉那樣的陷阱行星；當然也可以有高智慧。最有名的行星生命體之一就是星球索拉羅斯（Solaris）。
- 宇宙浮游生命。可以是一隻有章魚觸手的豹，一隻八腳的棍狀生物，或者也可以是氣體生命，甚至是比整個太陽系範圍還大的氣體生命。
- 細菌、病毒大小的外星生物，納米生命，或者稍微大一些的寄生蟲。
- 以相對論中容許「有可能存在」的超光速基本粒子，構成的超光速外星人。
- 生物學上的演化過程不清楚的機械生命文明，就像變形金剛。
- 其實不是生物的似生物。例如因為太空船失事在未知星球長居的博士，因為意識侵入了星球上已毀滅的外星文明留下的半永動機，產生了一隻沒有實體的怪物。
- 對人類社會產生衝擊。例如一個隨意偷盜最高機密並公開，使各國政府陷入恐慌的侵略者，或者是幫助人類建立和諧社會的善良化身。
- 和外星人有關聯的組織，專門監視着外星人的一舉一動，例如黑衣人。
- 星際化社會（參見太空歌劇）
- 在未來世界，人類社會正視容許外星人出現於地球，聯合國設立各種法律制度，允許外星人移民或到地球觀光，同時防範外星球的軍國主義和犯罪者。
- 宇宙戰爭，類似現實世界裏的世界大戰。
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- 提升生物
- 特異棲息地的居民
- 未來
- 架空歷史
- 控制時間與時間悖論
- 時間悖論三種解決方式的各自主張。
- 互套的邏輯，雞回到過去，所生的蛋剛好孵出了自己。例如羅伯特·海因萊因的《你們這些回魂屍》。
- 無論歷史怎樣變，但受限於因果律，只有「本來想要改變」的事終究沒有改變。例如黃易的《尋秦記》。
- 改變過去產生了多次元歷史線，無法或難以回到原本的「現在」。例如傑弗里·蘭迪斯的《Interlude at the Circus》。
- 挾著現今科技的火力優勢到了過去肆虐一下、逞逞威風，或只是懷念往事、感傷之旅。例如張系國《傾城之戀》。
- 和過去或未來通訊，以聲音、影像或電碼交流，互相影響，間接地造成改變。例如柳文揚的《T-mail》。
- 顛覆時間旅行的過程或概念，構成荒誕效果的。例如水泡的《蛀洞》。
- 時光機
- 時間旅行
- 時間犯罪與時間巡邏
要嚴格地區分科幻作品是相當困難的。因為有時候科幻作品和奇幻作品、恐怖作品都界限模糊，對某一部作品來說，更可能兼有這幾種風格。
硬科幻（英語：Hard Science Fiction，簡稱Hard SF）是一種科幻的分支類型。作品的核心思想是對科學精神的尊重和推崇。在手法上，硬科幻以追求科學（可能的）的細節或準確為特性，着眼於自然科學和技術的發展。
不同的作者有不同的處理手法：一些作者小心翼翼地避開難以置信的技術，如超光速旅行；而另一些人則允許這些在故事中作為重要道具出現，並對其構築的世界進行細緻的闡述來顯示這項技術可能實現。在後一類小說中，天文探索或物理現象常常比人物刻畫重要的多，但作者有時也會在故事中圍繞人物表現環境。
總之，硬科幻的共同特點是故事情節依靠技術來推動和解決。作者也會儘量讓故事中的科技與出版時已知的科學保持一致。這是科幻界尤其是讀者對硬科幻的主要看法。
硬科幻常見的自然科學與技術如下：
- 複製人
- 桃莉羊就是複製技術的產物，理論上也可在人身上運用。
- 複製人被製造是為了將健康器官移植給可能生病的本尊。衍伸出複製人的人權問題相關討論。
- 不能見光的複製人，遭生產他們的龐大勢力追殺的動作劇。
- 以雙胞胎形式運用的替身複製人。跟真的雙胞胎一樣漸與本尊出現性格差異產生的趣味性。
- 以複製人技術在被敘述的未來／星際戰爭中增兵。
- 被偷走的人／城市。身邊的人或人群在某種陰謀中，悄悄被調換成性格迥異的複製人，恐怖風格路線。
- 人工智能和機械工程
- 沒有機械構造或金屬元件的人造人。可能經由醫學或基因改造工程誕生，例如科學怪人和電影《銀翼殺手》的人造人，和下文的新人類中的基因改造人不同的地方，是理論上外觀和能力和常人相差不遠，除非是科學怪人這種失敗作。
- 仿生人（Android）。又譯仿製人，意思是指特別像人的人造擬人。廣泛使用的定義中似乎沒有規定它必須是用電子或機械元件組成，生物技術或基因改造也可以，所以以生物技術用在仿生人上的，如《魔鬼終結者》（Terminator）的T-800，常被認為介乎於改造人和仿生人中間類型。但一般來說仿生人沒有採用人類的器官或其他元件，但「（外表）非常近似人」為特徵。因為它很像人但卻不是人，經常被拿來和複製人混用製造驚奇的戲劇性。我們也時常預設高自動化的基地會有一具似人的服務終端。
- 改造人（Cyborg）。身體的一部份被電子或機械裝置取代的人。它可以很像人、當然也可以比較不像，當它很像人時、尤其是當仿生人（Android）的製造過程中也使用人類組織時，兩者變得非常難以區分。有名的改造人如《機器戰警》和《幪面超人》。提到改造人的故事中，無可避免會論及兩個主題：被改造的人擁有更大的威力去執行非人任務；人被改造是否侵害人權，還是得遵守機械人三定律？
- 電腦博弈者。而且它已經有了現實版本：電腦棋士深藍。
- 人工智能的夥伴、寵物，個性的描述有時比機能更吃重，如《霹靂車》。
- 人工智能叛變。大至恐怖極權統治，小至「抱死」主人，都可以是小說題材；或是更廣泛的描述作者所預計的人機矛盾。
- 納米技術
- 和細菌、病毒或白細胞一樣活動的納米機械，修補大自然或人體組織，可能也作為兵器用途，失控暴動時造成的災難。
- 為了某些目的把人類縮小成細胞尺度。
- 可以分化的納米機械，亦即它們數量增加時會產生不可預期的本質變化，如《納米獵殺》。
- 演化後的人
- 其他新高科技
- 能源，如可控的核聚變、微黑洞（《飛越顛峰》等）、反物質（作品有《天使與魔鬼》）、零點能量等。
- 材料，如在《天堂的噴泉》中的超合金和甜心戰士中任意變形的衣料。
- 武器，如超級機械人等日本軍事科幻動畫的主題之一。
- 建築，如天梯（如《天堂的噴泉》）、太空城市（如機動戰士Gundam系列等）、行星地球化（如《火星三部曲》）等假想中未來的工程。
- 通信，常見有心靈感應和網絡，在電腦叛客系科幻中，常有把兩者合一的傾向。
- 其他醫學和生物工程相關技術，除了新人類和改造人等上文提過的科技外，其他如《火星三部曲》中的長生不老和《2001太空漫遊》的人工冬眠、《獻給阿爾吉儂的花束》中的腦科手術、《鐘點戰》的數位儲值壽命，或相反地是生物武器（如《生化危機》等）和毒藥（如《特務踢死兔》）等題材。
軟科幻（英語：Soft Science Fiction，簡稱Soft SF）是情節和題材集中於哲學、心理學、政治學或社會學等傾向的科幻分支。相對於「硬科幻」，作品中科學技術和物理定律的重要性被降低了。因為它所涉及的題材往往被歸類為軟科學或人文學科，所以它被稱為「軟」科幻。
例如，系列科幻小說《沙丘》中，弗蘭克·赫伯特通過創造一個全新的世界，拋棄了智能機器，而回到了封建社會。赫伯特借對當前社會政治現實的逼真模擬，以「沙丘」的傳奇對人類的現狀進行批判。軟科幻也探索社會對事件的反應，和純粹由自然現象或技術進步引發的問題（往往是災難），主題往往是說明科學像一把「雙刃劍」，需要人文關懷的引導（最常見的就是指責機器不能代替人倫情感）。
有趣的是，關於軟科幻定義的爭議很少，或許這正是因為其界限似乎比硬科幻更為模糊。
雖然「硬科幻」、「軟科幻」的分法常見諸許多雜誌、網站和愛好者之口，但贊成者內部對「軟硬」的定義也存在爭議；同樣，有許多人拒絕承認這種說法，認為沒有必要去細分科幻小說。
一個典型的混亂案例是《星際大戰》（Star Wars）。在起初許多保守的愛好者因為其中「原力」（Force，某種超自然的精神力量）的設定而認為它不屬於科幻，而只能算奇幻小說，或荷里活太空電影，反正不是科幻；另一些硬科幻小說擁護者認為荷里活太空電影都是奇幻；而公眾一般直截了當地把它們統統歸為「科幻電影」。
現在一般認為這類作品嚴格上是應當歸入太空歌劇的範圍，其特點是對於非科幻迷來說，因為其模仿歷史和現實的人物言行，反而有真實的感覺所以對於公眾來說更為嚴肅。所以阿西莫夫和田中芳樹等著名科幻作家，都因為反過來利用了人不知道未來卻知道過去，而故意把未來和歷史類比，吸引讀者對未來和太空的嚮往。
相對下最近因為特攝或動畫等影像媒體的盛行，而使一些人相反地以荷里活太空電影或日本超現實軍事動畫為基準，倒轉來認定模仿威爾斯強調探索和反思的作品不是科幻，例如認為涼宮春日系列不是科幻，而是借用了科幻詞語的校園戀愛幻想故事，可見科幻的定義是隨時代和地方而變化的。
還有一種流行的說法，認為凡爾納是「硬科幻」的鼻祖；威爾斯則是「軟科幻」的宗師。實際上，威爾斯的作品中對科技的幻想和直接描寫一點也不比凡爾納保守；《海底兩萬里》也花費了幾個章節來描寫世界各地對神秘的「鸚鵡螺號」的猜疑與震動。因此將他們並列對立起來難免有失偏頗。
為了解決上述混亂，曾經出現一種新的說法，SF不再是「Sci-Fi」、「ScientiFiction」或者「Science Fantasy」之類的縮寫，而變為代表「Speculative Fiction」，即推測性小說。這個「SF」的定義比較寬容，試圖涵蓋之前糾纏不清的科幻定義。請注意不要將推理小說與此混淆。
此外，中國科幻作家劉慈欣認為不存在硬科幻和軟科幻，只有真科幻和偽科幻。
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