科幻电影是电影的一类，采用科幻作为题材。确切来说，科幻电影是以建立在科学上的幻想性情景或假设为背景，在此基础上展开叙事的电影。科幻电影所采用的科学理论并不一定被主流科学界接受，例如外星生命、外星球、超能力或时间旅行等等。科幻电影常常使用可能的未来世界作为故事背景，用太空船、机器人或其他超越时代的科技等元素彰显与现实之间的差异。许多科幻电影会表现出对于政治或社会议题的关注，以及哲学方面如人类处境的探讨。一些科幻电影是从科幻文学作品改编而成，但科幻电影会注重撷取其中的文学或人文方面的元素，而无视科幻文学比较注重的科学严谨性和逻辑性。
科幻电影自电影发明不久后的默片时代就存在了。1902年，乔治·梅里耶拍摄了《月球旅行记》。这部改编于儒勒·凡尔纳同名小说的电影以巧妙的摄影效果折服了当时的观众。另一个早期科幻电影的例子是1927年的电影《大都会》。从1930年代到1950年代，科幻电影以低制作成本的B级片为主。而在1968年斯坦利·库布里克的里程碑作品《2001年太空漫游》之后，科幻电影得到了更多的关注，开始成为更为严肃的电影类型。1970年代末期，随着电影《星球大战》系列的第一部（加上前传后的第四部）的上映并获得成功，使用了大量特技效果的大制作的科幻电影逐渐流行起来，为日后鸿篇巨制的科幻电影大片潮流奠定了基础。
要准确地判断什么电影是科幻电影是很难的一件事。科幻电影并没有一个被广泛认同的准确定义。实际上，科幻电影可以看做是科幻文学的一种衍生品(因通常为文学作品的翻拍)。以下是科幻电影的一种定义：
科幻电影是一类尝试以未知事物满足观众的电影，满足人类对未来或是现实社会的冲突的想像。它注重于真实科学、推想性科学或思辨科学以及经验性方法，并在一定的社会环境下将它们与魔法或宗教中的超验主义互相结合起来。
这个定义假设了在经验主义（现实世界）和超验主义（超自然现象）之间存在着连续的过渡地段。科幻电影可以划分在这个地段中靠近经验主义的一侧，而恐怖电影和奇幻电影则在靠近超验主义的一侧。然而，科幻电影和恐怖电影的结合也不在少数，其中有名的有1931年的《弗兰克斯坦》以及《异形》系列。
由于两岸三地对于外国电影作品的翻译名称各有所异，故在中文译名之后再加原文(英文名称)，也随着拍摄技术及科技进步，科幻电影的作品也越来越多。
目前公认最早公开上映的中国科幻片是1938年的《六十年后上海滩》黑白片，讲述了两个上海男人因昏迷被葬入地下在60年后的1998年，被高科技复活之后见证1998年的上海滩景况，而当年片中被视为科幻的事物在今天现实中都已经实现，同时更多超乎当年人想像的科技也都出现在日常生活。解放后的第一部科幻电影为《十三陵水库畅想曲》虽然以时代背景的人民公社为题材带有政治宣传色彩，但也因此得以上映，片中科幻部分是描写了一个共产主义未来美好世界的景象，其中出现了不少畅想中的未来科技产品也有部分在今日成为现实。出现在文革结束后的第一部科幻片为1980年《珊瑚岛上的死光》科幻片但是有时代爱国色彩，描述一个发明原子能电池的华人科学家想将科技带回国，却被外国势力阻止的故事，后来他坠毁在珊瑚岛上遇到隐居的华裔科学家马太，两人联手利用电池能量完成了激光武器迎击了来袭的西方国家海军，整体虽为科幻题材但较类似007情报员的故事架构，以间谍游戏为主轴中间穿插一件科幻物品的编剧手法。五年后的《错位》是中国第一部涉及生化机器人的电影，但并未走硬科幻路线而是以喜剧手法表现的通俗路线。
1988年在《珊瑚岛上的死光》上映后八年，中国儿童电影制片厂又以47万人民币在当年物价下算是高昂成本，拍摄了儿童走向的科幻片《霹雳贝贝》，1990年《大气层消失》上映，取材于臭氧层破洞的当年带新兴环保议题，描写一个火车劫案造成三节黄色罐车的剧毒品泄漏，烧穿了某地区上空大气全球的生命危在旦夕，片中的小男孩能够听懂动物的语言于是成为推动大人拯救世界的主角，略有科幻创意但还是结合时事的范围并未有太天马行空的想像属于软科幻，拍摄手法受日本特摄片影响借鉴颇多但请到了中央芭蕾舞团交响乐队演奏配乐。进入90年代后《魔表》、《疯狂的兔子》等科幻片陆续过审能公开上映，但多数特效道具还是较廉价简易剧情着重在人物互动的刻画，中国大陆民间逐渐接受科幻这一新题材的电影，21世纪后电影审查范围进一步放松各种小成本科幻片不计其数如《危险智能》等，网络时代全面降临后许多网络电影只在网上发表更是如过江之鲫，而大资本的电影公司也开始关注国产科幻片市场的开发，如《流浪地球》等高制作电影开始出现，
最早的电影和最早的科幻电影都诞生于法国。在无声电影刚刚产生不久，科幻电影就出现了。最初的科幻电影是时长很短的黑白电影，富含幽默感，电影的主题偏向于某种技术的实现。现代电影使用的很多题材，像外星人、太空旅行、未来战争、人兽变异、机器人、人工智能等，在最初的科幻电影中都有体现。
一些早期的科幻电影由科幻小说改编而成，往往带有冒险和恐怖色彩。
在20世纪20年代，欧洲电影大多描述对未来的预测或借以表达一种社会评论。
20世纪30年代初期，美国科幻电影受当时大萧条和世界战争的环境影响，多带有恐惧和悲观的色彩，或描述困境中的浪漫。电影中往往会有一些疯狂的科学家的形象。
但同期，也出现了一些高成本的科幻影片。
自1936年起，一些带有科幻色彩的连环漫画被改编成系列电影。20世纪40年代，受二战影响，科幻电影的发展速度放缓，一些影片也具有了抗战宣传的作用。
在1990年代时，万维网的出现，促使了深入探讨人与电脑、网络等科技产物关系的电影诞生，例如1990年的全面回忆、1992年的天才除草人（英语：The Lawnmower Man (film)），1999年的黑客帝国都是属于经典的网络朋克类型电影· 其它的题材包括灾难型电影，例如1998年的世界末日与天地大冲撞。外星人入侵地球电影，例如1996年的独立日· 由于生命科学的突飞猛进，例如1993年的侏罗纪公园与1997年的千钧一发·
这十年当中，电影对于特效的重要性扮演不可言喻的角色，例如终结者2：审判日，侏罗纪公园都有大量的电脑动画。 随着软件的复杂性上升，便于制作更复杂的效果，也使制片人可以利用电脑提高动画的品质，例如1995年的攻壳机动队与1999年的铁巨人·
在21世纪的这10年中，科幻电影的最大特征就是超级英雄电影大量的出现，例如：《X战警》、《蜘蛛侠》、《绿巨人》等等都是在这十年开拍的。还有地球科幻，比如《黑客帝国》三部曲。在2005年，《星球大战》六部曲收官于带有黑色主题的《星球大战III：西斯的复仇》。科幻片成了针对评论公共议题的一种工具例如人工智能,少数派报告,太阳浩劫与人类之子。在2009年时，J·J·亚柏拉罕拍摄了星际争霸战，无疑就是一个广受好评科幻片的例子
