Aikamatkustusfiktio sisältää hahmoja, jotka tutkivat menneisyyttä tai tulevaisuutta. Tähän liittyy yleensä jonkinlainen aikamatkalaite, joka tekee näistä tarinoista osa tieteiskirjallisuutta, vaikka näin ei aina ole. Lajin edelläkävijä oli brittiläinen kirjailija HG Wellsin romaani The Time Machine vuonna 1895. Ajan ikuinen yksisuuntainen luonne tekee aiheesta loputtoman kiehtovan monille ihmisille. Aikamatkustusfiktio sisältää monia suosittuja romaaneja, elokuvia ja sarjakuvia.
Ajan horjumaton luonne ja sen vaikutus ihmiselämään on herättänyt paljon spekulaatioita vuosisatojen aikana, joista osa väistämättä tallentuu tarinoihin. Legendoja tavallisista ihmisistä, jotka matkustavat kauas tulevaisuuteen, esiintyy kiinalaisissa, japanilaisissa ja irlantilaisissa myytteissä. Aikamatkustusfiktion varhaisiin teoksiin kuuluivat Washington Irvingin tarina Rip Van Winkle ja Charles Dickensin A Christmas Carol, joissa molemmissa on hahmoja, jotka vierailevat tulevaisuudessa. Vuonna 1889 ilmestyi Mark Twainin A Connecticutin jenki King Arthurin hovissa, jossa nykyajan mies vierailee menneisyydessä päähän kohdistuneen iskun jälkeen.
HG Wellsin Aikakone julkaistiin ensimmäisen kerran Englannissa vuonna 1895. Tämä populaaritieteellinen romaani esitteli maailmalle monia aikamatkailukirjallisuuden käsitteitä ja ristiriitaisuuksia. Siitä tehtiin menestyviä elokuvia vuonna 1960 ja uudelleen vuonna 2002 sekä lukuisia muunnelmia muissa medioissa. Myöhemmissä elokuvissa, kuten 1980 -luvun Back to the Future -komediaseikkailusarjassa, oli tiettyjä yhteisiä elementtejä Wellsin tarinan kanssa, mukaan lukien laite, joka mahdollisti matkan ajan kautta tiettyyn kohteeseen. Nämä teokset keskittyivät menneisyyden muuttamisen tai tulevaisuuden vierailun vaikutuksiin ja seurauksiin inhimillisesti samalla kun heijastelivat todellisen aikamatkaprosessin tieteellisiä yksityiskohtia.
Paljon aikamatkailukirjallisuuteen liittyi yleisesti käytettyjä tieteiskirjallisia teemoja, joita kutsutaan tropeiksi. Klassinen esimerkki oli Ray Bradburyn novelli A Sound of Thunder, jossa perhonen kuolema muuttaa aikamatkustajan tulevaisuuden; Tämä tarina antoi perhonen perhonen vaikutuksen. Televisiosarja Quantum Leap ja Doctor Who sisälsi muun muassa sankareita, jotka matkustivat ajassa muuttaakseen tapahtumasarjoja jaloista syistä. Klassinen Star Trek -jakso ”The City on the Edge of Forever” on esimerkki toisesta aikamatkustuskohteesta: ajan on kuluttava sellaisena kuin se tulee, joskus traagisesti, aikamatkailijoiden parhaista aikomuksista huolimatta.
Toinen aikamatkailukirjallisuuden muoto jättää huomiotta todellisen menetelmän ja keskittyy mieluummin sen vaikutukseen hahmoihin. Kurt Vonnegutin romaanissa Slaughterhouse-Five hänen sankarinsa Billy Pilgrim tulee tunnetusti irti ajasta ja elää surullisen elämänsä järjestyksessä. Lost -tv -sarja ja Iain Sinclairin romaani Slow Chocolate Autopsy käsittelivät myös tarttumattomien hahmojen kokemuksia. Elokuvat Järvitalo ja Aikamatkustajan vaimo tutkivat aikamatkan vaikutuksia romanttisiin suhteisiin. Vuoden 2004 riippumaton elokuva Primer sovelsi tarinaansa huippuluokan fysiikkaa ja käytti dokumentaarista kuvaustyyliä kuvaamaan aikamatkan seurauksia sen hahmoihin.