A tudományos-fantasztikus film témája rendszerint az emberi társadalom, az egyén és a közösség viszonya egy valószerűtlen alaphelyzetben. Jellegzetes alműfajait elsősorban a történetek rendkívüli tér-időbeli elhelyezkedése határozza meg: az űrfilmek a világűrben játszódnak, a cyberfilmek a számítógépes hálózatok rendszerében, az utópiák és az antiutópiák pedig a jövőben. A másik műfaji csoport irreális főalakok szerint tipizálható, mint a földönkívüli látogatókról szóló idegen- és inváziósfilmek, a mechanikus teremtményeket középpontba állító robotfilmek vagy a fizikailag elváltozott élőlényeket ábrázoló mutánsfilmek. Az első kategóriába tartozó tudományos-fantasztikus filmek a fantasy műfajához állnak közel, az utóbbi alműfajok pedig inkább a horrorral rokoníthatóak.

Bár a Lumière fivérek 1896-os filmje, Az önműködő hentesüzlet, mivel egy, a valóságban nem létező találmányt mutat be, bizonyos értelemben már science-fictionnek nevezhető, az első klasszikus tudományos-fantasztikus filmnek mégis George Méliès Utazás a Holdba című, 1902-es alkotását tekintik. A műfaj korai sikerei az ’50-es évekre esnek, másodvirágzása pedig a modern filmtechnika kialakulására tehető, melynek folytán a ’90-es évekre a fantasztikus filmek – Jurassic Park, A függetlenség napja – váltak a tömegfilm legjövedelmezőbb ágává. A műfaj legjelentősebb darabjai, mint például a 2001: Űrodüsszeia, a Szárnyas fejvadász vagy a Solaris az 1968 és 1984 közötti időszakban születtek. Magyar sci-fi alkotások már a ’10-es évek végén születtek – Triton,Az ősember –, ám az első igazi zsánerdarab Hamza D. Ákos Szíriusz című, 1941-es filmje.

Fritz Lang Metropolis című alkotása a német expresszionista filmes irányzat egyik legjelentősebb darabja, mely az utópiák és az antiutópiák, valamint a robotfilmek közé sorolható, hiszen olyan jövőképet tár a nézők elé, melyben a gonosz a maga oldalára állítja mechanikusan létrehozott teremtményét. Ez a némafilm páratlanul nagy hatást gyakorolt a tudományos-fantasztikus film műfajára, és olyannyira hiteles utópia, hogy még 2016-ban is képes meglepetést okozni.

François Truffaut 451 Fahrenheit című filmje olyan jövőbeni társadalomban játszódik, ahol a könyvekben rejlő ismeretanyag káros, elpusztítandó veszedelem. A hatalom ezért a Tűzőrök segítségével megsemmisíti az összes könyvet és üldözi mindazokat, akik nem hajlandóak lemondani az olvasásról. A 451 Fahrenheit irreális környezetben játszódik, és olyan elképzelhetetlen szabályrendszer működését mutatja be, mely egyszerre izgalmas és hátborzongató.

Az űrfilmek sorából Stanley Kubrick remekműve, a 2001: Űrodüsszeia emelkedik ki, mely egy űrexpedició sajátos története. Kubrick lassú beállításokkal komponált alkotása a tudományos-fantasztikus film egyik legjelentősebb műve, melyben a szereplők mellett az űrhajót irányító számítógép is fontos főalakká válik.

Az idegen- és inváziósfilmek leginkább kedvességtől sugárzó darabja Steven Spielberg filmsikere, mely egy amerikai kisvárosban játszódik, ahol földet ér egy űrhajó. Az emberek kíváncsiskodása elijeszti a látogatókat, ám egyikük elszakad a társaitól, így a számára ismeretlen bolygón ragad, ahol barátságot köt a hozzá hasonlóan magányos kisfiúval, Elliottal. Az E.T. – A földönkívüli olyan tudományos-fantasztikus film, melyben az idegen nem legyőzendő földönkívüli, hanem segítségre szoruló társ.

Hamza D. Ákos alkotása a műfaj legkiemelkedőbb hazai képviselője, melyet az első magyar sci-fi filmként tartanak számon. A Szíriusz egy kalandos reformkori időutazás történetét meséli el: a főszereplő, Sergius, a valaha nagy tudású professzor feltalál egy időgépet, melynek segítségével vissza lehet utazni a múltba. Tibor Ákos gróf bátran vállalkozik arra, hogy kipróbálja a professzor találmányát, ám az utazás sokkal veszélyesebb, mint bármelyikük is gondolta volna.

Andy és Larry Wachowski cyberfilmje mindenki által ismert, több részt is megért alkotás, mely a számítógépes hálózatok rendszerében játszódik. A Mátrix hőse, Neo felismeri, hogy két valóság létezik: az egyik csupán csak álom, a másik pedig a rejtélyes mátrix, célja pedig megtudni, mi is ez valójában.

A tudományos-fantasztikus film jellegzetes alműfajai számos izgalmas, nehezen megfejthető és meghökkentő alkotással gazdagították és gazdagítják ma is a filmművészetet, történeteik pedig újra és újra rámutatnak arra, hogy semmi sem lehetetlen.