Yleisimpiä tieteiskirjallisia teemoja ovat vaihtoehtoiset todellisuudet, mahdolliset tulevaisuuden maailmat ja hahmot, joilla on tavallisten ihmisten kykyjä pidemmät kyvyt. Kosketus maan ulkopuolisiin olentoihin on myös yleistä tässä kirjallisuuden lajissa, ja monet tieteiskirjallisuudet tutkivat ajatuksia siitä, miten elämä muuttuisi dramaattisesti, jos ihmiset tapaisivat ja olisivat vuorovaikutuksessa ulkomaalaisten kanssa. Muiden tieteiskirjallisten teemojen taustalla on ajatuksia siitä, miten tuleva maailma voisi olla erilainen, jos ihmiskunta jatkaa nykyisellä polullaan nykyhetkessä, ja tällaisella kerronnalla on yleensä joko dystopia tai utopia, riippuen tekijän näkökulmasta . Tekniikalla on usein tärkeä rooli tieteiskirjallisuudessa hyvän tai pahan työkaluna.
Scifi-romaanin juoni voi usein saada lukijat kyseenalaistamaan, mikä voisi olla mahdollista päivittäisen olemassaolon rajojen ulkopuolella. Tarinoita vaihtoehtoisista todellisuuksista kuvataan toisinaan ilmiöitä, kuten lineaarisen avaruus-aikakontinuumin kankaan repeytymistä. Tällaiset tieteiskirjalliset teemat tutkivat usein itse ajan luonnetta. Vaihtoehtoiset todellisuudet voivat myös herättää kysymyksiä siitä, kuinka moni hahmo voi hallita tulevaisuudessa tapahtuvaa. Näillä teemoilla kirjoitetun tieteiskirjallisuuden proosalla on usein rajallinen perusta tosiasiallisille tieteellisille tutkimuksille ilmiöistä, kuten mustista aukoista, madonrei’istä ja pimeästä aineesta.
Ulkomaalaisia kontakteja ympäröivät tieteiskirjalliset teemat ovat usein suosituimpia tarinoita. Monet näistä kertomuksista kuvaavat maailmoja, joissa ihmiset elävät vierasrotuisten rinnalla, joilla on sama tai usein parempi älykkyys. Jotkut optimistisimmista aiheista tutkivat, kuinka ihmiset voisivat voittaa yhteiset puutteensa tällaisen ulkopuolisen rodun valaistuneiden opetusten kautta. Muut tarinat kuvaavat ihmiskuntaa luopumalla olemassa olevista ennakkoluuloista ja taistelusta yhdistääkseen taistelun ulkomaalaisten uhkaa vastaan.
Muita tieteiskirjallisia teemoja liittyy ihmismielen rajoihin. Näiden tarinoiden hahmoilla on usein kykyjä, kuten telepatia tai psykokineesi, ja se, käyttävätkö he näitä kykyjä hyvään vai pahaan, tutkii enemmän ihmisluonnon elementtejä. Kun nämä kyvyt johtuvat tieteellisistä kokeista edistyneellä tekniikalla, tarinan taustalla oleva teema on varoittava, että ihmisten ei pitäisi häiritä omia synnynnäisiä kykyjään.
Tulevaisuuden maailmassa sijoittuva tieteiskirjallinen tarina herättää usein ajatuksia siitä, mihin tietyt kollektiiviset päätökset ja toimet lopulta vievät ihmiskunnan. Synkkää dystopiaa koskeva kertomus toimii usein varoituksena nykyisyydestä. Tieteiskirjallisuus utopiasta kertoo usein paljon optimistisemman näkemyksen ihmiskunnasta.