Alcune caratteristiche della fantascienza letteraria includono un contesto storico futuro o alternativo e un livello di plausibilità scientifica, tecnologica o sociale. Altre caratteristiche comuni includono personaggi come alieni o robot e la tecnologia futuristica, come il teletrasporto o il viaggio nello spazio, anche se non tutti gli elementi di fantascienza includono questi elementi.
Non esiste una definizione universalmente accettata di fantascienza letteraria, ma il genere è tipicamente interessato a speculazioni realistiche su mondi o eventi alternativi o futuri. La fantascienza differisce dalla letteratura fantasy, che non fa alcun tentativo di plausibilità. Gli sviluppi scientifici e tecnologici nella letteratura di fantascienza sono spesso razionalmente possibili data la tecnologia esistente. I primi lavori di fantascienza descrivevano spesso sviluppi speculativi che alla fine divennero realtà, come viaggi nello spazio e videocomunicazione.
La letteratura fantascientifica può anche rappresentare un'ambientazione moderna che si verifica all'interno di una cronologia storica alternativa. Ad esempio, il romanzo di Phillip K. Dick, "L'uomo nell'alto castello", descrive un mondo in cui la Germania vince la seconda guerra mondiale. La fantascienza letteraria può anche rappresentare ambienti con strutture sociali radicalmente differenti. La letteratura distopica, ad esempio, descrive una società alterata in modo negativo. Esempi popolari di fantascienza distopica comprendono "The Handmaid's Tale" di Margaret Atwood e "1984" di George Orwell, entrambi raffiguranti governi oppressivi e totalitari. Sebbene romanzati e speculativi, questi romanzi parlano di preoccupazioni del mondo reale su argomenti come il fascismo e la disuguaglianza di genere.