Certaines caractéristiques de la science-fiction littéraire incluent un cadre historique futur ou alternatif et un niveau de plausibilité scientifique, technologique ou sociale. D'autres caractéristiques communes incluent des personnages tels que des extraterrestres ou des robots et des technologies futuristes, telles que la téléportation ou les voyages dans l'espace, bien que toutes les sciences-fiction ne présentent pas ces éléments.
Il n'y a pas de définition universellement acceptée de la science-fiction littéraire, mais le genre est généralement concerné par des spéculations réalistes sur des mondes et des événements alternatifs ou futurs. La science-fiction diffère de la littérature fantastique, qui ne fait aucune tentative de plausibilité. Les développements scientifiques et technologiques de la littérature de science-fiction sont souvent rationnellement possibles compte tenu de la technologie existante. Les œuvres de science-fiction antérieures représentaient souvent des développements spéculatifs qui sont finalement devenus réalité, tels que les voyages dans l'espace et la communication vidéo.
La littérature de science-fiction peut également dépeindre un cadre moderne qui se déroule dans une chronologie historique alternative. Par exemple, le roman de Phillip K. Dick, « The Man in the High Castle », dépeint un monde dans lequel l'Allemagne gagne la Seconde Guerre mondiale. La science-fiction littéraire peut également représenter des décors aux structures sociales radicalement différentes. La littérature dystopique, par exemple, dépeint une société altérée de manière négative. Parmi les exemples populaires de science-fiction dystopique, citons "The Handmaid's Tale" de Margaret Atwood et "1984" de George Orwell, qui décrivent tous deux des gouvernements oppressifs et totalitaires. Bien que fictifs et spéculatifs, ces romans parlent de préoccupations du monde réel sur des sujets tels que le fascisme et l'inégalité des sexes.