ژانر علمی-تخیلی (به‌اختصار SF یا sci-fi، همراه با نشانه‌گذاری‌های مختلف و با حروف بزرگ یا کوچک)، سبکی از داستان‌نویسی است و اغلب گمانه‌زنی‌هایی را دربر می‌گیرد که مبنای علمی دارند، یا منطبق بر تکنولوژی امروزی یا آتی هستند. داستان علمی-تخیلی در کتاب‌ها، هنر، بازی‌ها، تئاتر و دیگر رسانه‌ها به‌وضوح دیده می‌شود.
هرچند اغلب آمیزه‌ی این دو ژانر چیزی با عنوان داستان علمی-تخیلی/فانتزی را پدید می‌آورد، اما داستان علمی-تخیلی به لحاظ محتوای داستانی با داستان فانتزی (خیال‌پردازی) متفاوت است؛ امکان وجود عناصر خیالی این داستان‌ها در قوانین علمی یا فرایض علمی طبیعت بیشتر است (هرچند برخی از این عناصر موجود در داستان ممکن است یک گمانه‌زنی صرفاً تخیلی و ساخته ذهن باشد).
بررسی پیامد تفاوت‌ها میان این دو ژانر، از قدیمی‌ترین اهداف داستان علمی-تخیلی است که از آن ادبیاتی بانام "ادبیات اندیشه‌ها" می‌سازد. داستان علمی-تخیلی تا حد زیادی نوعی نوشتن برای سرگرمی است و به‌طور منطقی به دنبال گزینه‌های جایگزین در فضایی خلاف و مقابل واقعیتی است که می‌شناسیم.
