De vanligaste science fiction-teman är de om alternativa verkligheter, möjliga framtida världar och karaktärer som har förmågor utöver vanliga människors. Kontakt med utomjordiska varelser är också vanligt i den här litteraturgenren, och många science fiction-böcker utforskar idéer om hur livet dramatiskt skulle förändras om människor träffas och interagerar med utomjordingar. Andra science fiction-teman har bakomliggande idéer om hur en framtida värld möjligen skulle kunna bli annorlunda om mänskligheten fortsätter på sin nuvarande väg i nuet, och denna typ av berättelse har vanligtvis en inställning i antingen en dystopi eller en utopi beroende på författarens synvinkel . Teknik har ofta en viktig roll i science fiction-berättelser som ett verktyg för antingen gott eller ont.
Handlingen i en science fiction-roman kan ofta få läsarna att ifrågasätta vad som kan vara möjligt bortom gränserna för den dagliga tillvaron. Berättelser om alternativa verkligheter beskriver ibland fenomen som revor i väven i det linjära rum-tidskontinuumet. Den här typen av science fiction-teman utforskar ofta själva tidens natur. Alternativa verkligheter kan också väcka frågor om hur mycket karaktärer kan ha eller inte ha kontroll över vad som händer i deras framtid. Science fiction-prosa skriven med dessa teman har ofta en viss begränsad grund i faktiska vetenskapliga studier av fenomen som svarta hål, maskhål och mörk materia.
Science fiction-teman kring kontakt med utomjordingar är ofta bland de mest populära berättelserna. Många av dessa berättelser beskriver världar där människor lever tillsammans med främmande raser som har lika eller ofta överlägsen intelligens. Några av de mest optimistiska teman utforskar hur människor kan övervinna sina gemensamma brister genom en sådan utomjordisk rass upplysta läror. Andra berättelser beskriver människosläktet som överger befintliga fördomar och kämpar för att förenas i strid mot ett utomjordiskt hot.
Ytterligare science fiction-teman rör gränserna för det mänskliga sinnet. Karaktärer i dessa berättelser har ofta förmågor som telepati eller psykokinesis, och om de använder dessa talanger på gott eller ont utforskar fler delar av den mänskliga naturen. När dessa förmågor är resultatet av vetenskapliga experiment med avancerad teknologi, är det underliggande temat i berättelsen en varning att människor inte ska störa sina egna medfödda förmågor.
En science fiction-historia som utspelar sig i en framtida värld väcker ofta idéer om var vissa kollektiva beslut och handlingar så småningom kommer att ta mänskligheten. En berättelse om en bister dystopi fungerar ofta som en varning för nuet. En science fiction-berättelse om en utopi presenterar ofta en mycket mer optimistisk syn på mänskligheten.