"Khoa học viễn tưởng" rất khó định nghĩa chính xác, vì nó bao gồm một loạt các khái niệm và chủ đề. Nhà văn kỳ ảo và khoa học viễn tưởng người Mỹ James Blish đã viết: "Wells đã sử dụng thuật ngữ ban đầu để bao hàm về cái mà ngày nay chúng ta gọi là khoa học viễn tưởng nặng[q 1], một thể loại có sự cố gắng tận tâm để trung thành với sự thật là nền tảng cho câu chuyện sẽ được xây dựng, và nếu câu chuyện có yếu tố phép màu, thì ít nhất nó không nên chứa toàn bộ yếu tố của chúng. "[4]

Theo nhà văn và giáo sư sinh hóa người Mỹ Isaac Asimov, "Khoa học viễn tưởng có thể được định nghĩa là nhánh văn học liên quan đến phản ứng của con người trước những thay đổi của khoa học và công nghệ."[5] Tác giả khoa học viễn tưởng và kỹ sư người Mỹ Robert A. Heinlein đã viết rằng "Một định nghĩa ngắn gọn hữu ích của hầu hết tất cả các khoa học viễn tưởng có thể hiểu là: suy đoán thực tế về các sự kiện có thể xảy ra trong tương lai, dựa trên kiến thức tương ứng từ thế giới thực, quá khứ và hiện tại và hiểu biết sâu sắc về bản chất và tầm quan trọng của phương pháp khoa học." [6]

Theo Bách khoa toàn thư về khoa học viễn tưởng, do John Clute và Peter Nicholls biên tập, chứa một cuộc thảo luận rộng rãi về vấn đề định nghĩa, dưới tiêu đề "Định nghĩa về SF". Các tác giả coi định nghĩa năm 1972 của giáo sư đại học kiêm nhà văn, nhà phê bình Nam Tư Darko Suvin là hữu ích nhất trong việc xúc tiến các cuộc tranh luận học thuật. Định nghĩa của Suvin là: "một thể loại văn học có các điều kiện cần và đủ là sự hiện diện và tương tác của sự xa rời và sự nhận thức, và công cụ hình thức của nó là một khung tưởng tượng thay thế dựa trên môi trường thực nghiệm của tác giả".[7]

Tác giả và biên tập viên khoa học viễn tưởng người Mỹ Lester del Rey đã viết: "Ngay cả những người cuồng nhiệt hay fan hâm mộ cũng có một thời gian khó khăn để giải thích khoa học viễn tưởng là gì" và thiếu "định nghĩa thỏa đáng đầy đủ" do "không dễ dàng phác họa giới hạn đối với khoa học viễn tưởng.[8] "Tác giả và biên tập viên Damon Knight đã tóm tắt lại những khó khăn, nói rằng "khoa học viễn tưởng là những gì chúng ta chỉ ra khi chúng ta nói về nó."[9]