Fantastyka naukowa, ukształtowała się w pełnie w wieku XX. Jej genezy należy szukać w potrzebach i zainteresowaniach człowieka, żyjącego w erze cywilizacji naukowo-technicznej. Tym bardziej, że spełnia te same funkcje, do których kiedyś została powołana baśń, a później fantastyka grozy. Chodzi o to, że w głównym stopniu jest ekspresją pragnień i ucieczką do życiowych niepowodzeń w świat wyimaginowany, odzwierciedla niepokoje współczesności oraz wyraża najwyższy stopień napięcia pomiędzy tym, co człowiek może, a tym, co by chciał móc. Jednak nie należy szukać korzeni fantastyki naukowej bezpośrednio w literaturze baśniowej. Te dwa gatunki łączy jedynie inny niż w literaturze realistycznej sposób obrazowania świata przedstawionego, dzieli zaś odrębny typ motywacji zjawisk fantastycznych, tak odmienny, że baśń i scence fiction niemalże wzajemnie się wykluczają . Korzenie fantastyki naukowej są dość bogato rozłożone sięgają do różnych odmian i gatunków prozy niefantastycznej lub posługujących się fantastyką sporadycznie.
Najstarszymi ojcami będą niewątpliwie: utopia, powiastka filozoficzna i powieść podróżnicza. Utopia przekazała skłonność do kreowania idealnych obrazów świata przeszłości, antyutopia - element przestrogi przed nadmiernym zaufaniem do wymarzonych osiągnięć cywilizacyjnych, które tak łatwo mogą odwróci się przeciw człowiekowi. Powiastka filozoficzna stała się źródłem humanistycznej refleksji nad ludzką egzystencją i nad perspektywami rozwoju nauki i techniki, a zwłaszcza ich wpływem na życie człowieka. Powieść podróżnicza z kolei dostarczyła schematów wartkiej, trzymającej w napięciu akcji przygodowej. Wiele konfliktów fabularnych fantastyk naukowej ma również swoje źródło w piśmiennictwie o charakterze rozrywkowym, a więc w opowieściach kryminalnych, sensacyjnych lub westernowych.
Pojawienie się fantastyki w utworze polega na przełamaniu ustalonych wcześniej praw świata przedstawionego. Spotkanie fantastycznego zjawiska z próbą jego racjonalnego lub pseudonaukowego wyjaśnienia. Oczywiście, nie każde wtrącenie (postaci, narratora lub adresata) równoznaczne jest z pojawieniem się w danym dziele fantastyki. Symbolizowana zostaje dopiero w przypadku przełamania dotychczasowego prawa stworzonego świata. O zespole tych praw decyduje sam tekst. Napięcie pomiędzy fantastyką, a fantastycznością w procesie odbioru stanowi jeden z zasadniczych czynników racji znaczeniowej struktury tego dzieła. W ten sposób, na przykład, w świecie, przedstawionym według wymogów konwencji realistycznej, pojawia się jakiś, z reguły jeden cudowny wynalazek. Podobnie było z fantastycznymi motywami w literaturze utopijnej, w której chyba po raz pierwszy mamy do czynienia ze stwarzaniem iluzji, że ukazywany świat jest w pełen możliwy do urzeczywistnienia .
Początki fantastyki naukowej w różnych krajach kształtowały się inaczej, zanim w połowie XX wieku na rozwój tej odmiany w Europie wywarła literatura amerykańska. Do tej pory fantastyka naukowa w różnych literaturach narodowych pojawiała się raczej okazjonalnie. Korzeni amerykańskiej scence fiction dopatrywać się można literaturze rozrywkowej, masowej, europejskie korzenie będą skierowane ku literaturze utopijnej, skąd pochodzi również polska fantastyka naukowa .
Polska fantastyka naukowa rozpoczęła się w Oświeceniu powieścią Michała D. Krajeńskiego Wojciech Zdarzyński życie i przypadki swoje opisujący(1785). Książka mów o podróży na Księżyc, ale nie jest to powieść astronomiczna w dzisiejszym słowa tego znaczeniu. Jest utopią, w której wykorzystany został balon, wówczas nowoczesny jeszcze i niesprawdzony do końca wynalazek. Powieść Krajeńskiego nie wzbudziła jednak większego zainteresowania w wieku XIX i nie stała się czynnikiem stymulującym rozwój nowej odmiany w literaturze fantastycznej. W pierwszej połowie XIX wieku inna była sfera zainteresowań literackich i inny typ fantastyki znajdował uznanie u odbiorców. Rozwijała się przede wszystkim fantastyka czerpiąca natchnienie z twórczości ludowej – Ballady i romanse Mickiewicza-oraz z modnego na Zachodzie preromantycznego romansu grozy, tzw. powieści gotyckiej, będącej skrajną reakcją na nadmiar racjonalizmu oświeceniowego. Dla rozwoju fantastyki naukowej potrzebne były inne bodźce, potrzebowano bynajmniej nie takiego stosunku do cywilizacji, jaką reprezentowali romantycy, potrzebowano rozwoju cywilizacji technicznej i osiągnięć naukowych. W Polsce przełomu dokonał pozytywizm, przygotowując grunt dla rozwoju rodzinnej scence fiction . Na początku obfitowała w sceny pełne grozy, wywołanej spiętrzeniem zjawisk nadprzyrodzonych, które okazywały się wkrótce tylko pozornie fantastycznymi, ponieważ pod koniec utworu na ogół bywały zdemaskowane jako zjawiska tylko i wyłącznie z tego świata. W szerszym zakresie wprowadzili fantastykę do literatury polskiej dopiero w latach czterdziestych pisarze z kręgu Cyganerii Warszawskiej. Ale i ta fantastyka była szczególna, podobnie jak cała fantastyk romantyczna czerpiąca motywy głównie z bogatej skarbnicy twórczości ludowej i niekiedy nawiązującej do niemieckiej szkoły romantycznej spod znaku niesamowitych opowieści E.T.A. Hoffmana . Tu już można z większą pewnością upatrywać śladów późniejszej science fiction. Materiał literacki stanowią zjawiska z zakresu magii, okultyzmu, hipnozy czy katalepsji, które ponownie odżyją już w bardziej unaukowionej formie.
Właściwa historia polskiej fantastyki rozpoczyna się dopiero pod koniec wieku XIX i to w dużej mierze pod wpływem twórczości Juliusza Verne’a, w której po raz pierwszy świadomie i na szerszą skalę fantastyczne wynalazki otrzymują racjonalistyczne uzasadnienie. Nie jest to pełny rozkwit gatunku, ale nieliczne utwory (Prusa, Tripplina, Wiśniewskiego) świadczą już o oryginalności polskiej myśli w tym zakresie. Przejawy polskiej fantastyki wystąpiły w dwóch dość znamiennych dla drugiej połowy XIX wieku odmianach literackich. Pierwsza to –opowieść o „cudownym wynalazku”. W pierwszej fantastyka całkowicie pozostaje w służbie dydaktyki, w drugiej uzyskuje charakter autonomiczny, chociaż bynajmniej nie zrywa związków z tendencjami epoki, w której wypadło się jej rozwijać. Jedna i druga wyrasta z tego samego podłoża. Znajduje oparcie w tym samym punkcie programu pozytywistów polskich. Początkowo naiwna wiara w nieograniczone możliwości nauki i techniki, która na długo jeszcze pozostanie cechą znamienną literatury dla młodzieży, w ambitnej fantastyce naukowej dość szybko ustępuje miejsca chłodnej refleksji nad konsekwencjami zbyt gwałtownej ingerencji w naturalne środowisko człowieka, nad nieliczeniem się z prawami przyrody . Już wówczas rodzi się krytycyzm, który w tej odmianie literatury w pełni rozwinie się dopiero w twórczości Herberta George’a Wellsa, uważanego z tego właśnie względu za ojca nowożytnej fantastyki naukowej o zabarwieniu filozoficznym.
Fantastyka Młodej Polski i pierwszych lat dwudziestolecia międzywojennego tematycznie związana była głównie z modnym na przełomie XIX i XX wieku zainteresowaniem tzw. zjawiskami pozazmysłowymi, a także frapującymi opinię publiczną badaniami nad przyczynami obłędu i zaburzeniami osobowości. Rozwój badań nad fenomenami takimi, jak chociażby hipnoza czy telepatia często stawał się powodem konturowania fabuł na tych motywach opartych. Tłumaczone są sposobem racjonalnym zjawiska spirytystyczne. Zaczęto bawić się literacko czasem, tematy podróży w czasie, stają się polemiką z technicystycznym i zarazem optymistycznym nurtem science fiction. W tych epokach rodzi się groteskowa odmiana tej konwencji literackiej, stosowana zwłaszcza do celów satyrycznych. Jednym z bardziej popularnych tematów był „cudowny wynalazek” wykorzystywany zarówno w fantastyce do poważnych rzeczy, jak i w odmianie groteskowej. Inną odmianą tematyczną ówczesnej science fiction jest powieść o przyszłości. Utwory tego typu nawiązują w zdecydowanej większości do katastrofalnych nastrojów w kulturze początków wieku XX, wynikających z przekonań o zmierzchu współczesnej cywilizacji zachodnioeuropejskiej . Nic, więc dziwnego, że w ich planie fabularnym z reguły pojawia się jakiś kataklizm, nierzadko o wymiarach kosmicznych. O ile jednak w prozie o wyższych ambicjach literackich był on ujmowany w parodystycznym, groteskowym przejaskrawieniu, to w powieściach nurtu popularnego, w tym również i w utworach fantastyczno naukowych, traktowany był niezwykle serio i rozwijany inaczej niż w literaturze wysokiego obiegu. Prawie nigdy w typie katastroficznym, nie ma zniszczenia totalnego, każde zagrożenie da się opanować lub uratować z ogólnej katastrofy.
Zaraz po wojnie, jak cała zresztą literatura polska, zaczyna się powoli odradzać już w nieco zmienionym kształcie również fantastyka naukowa. Zasługa ogromna należy się Lemowi, który wniósł ogromny wkład do dorobku światowej science fiction. Początkowy etap rozwoju powojennej fantastyki naukowej charakteryzuje się przede wszystkim skłonnością do malowania optymistycznych wizji świata przyszłości, w którym podstawowe materialne potrzeby człowieka są już zaspokojone. Gdy problemy ziemskie przestają przysparzać kłopotów, człowiek wyposażony w niezawodne narzędzia, ogromną wiedzę i niezłomne zasady moralne zaczyna sięgać gwiazd i tam szukać pola dla swych wrodzonych pasji poznawczych. Kształtuje się model gatunkowy, w którym dominuje skłonność do ograniczenia swobody kreacji fantastycznej na rzecz realistycznej. Z tego powodu fabuła bywa często rozbijana przez wtręty o charakterze dyskursywnym, o ambicjach wyłącznie odtwórczych, sąsiadujących z tendencjami popularyzatorskimi. Nadmierna jak na prozę artystyczną dbałość o drobiazgowe opisy wytworów wyobraźni zaznaczyła się nie tylko w toku narracji, w długich monologach, nieraz przytoczeniach mowy postaci, ale także w szkicach, mapach, wykresach i przypisach oraz w dołączanych słowniczkach pojęć i terminów technicznych . Równocześnie pojawia się fantastyka groteskowa(pierwszy był Lem), nawiązująca do tradycji osiemnastowiecznej powiastki filozoficznej, choć i wobec niej zachowująca parodystyczny dystans.
Lata sześćdziesiąte stanowią kolejny ważny etap w rozwoju. Wtedy utrwaliła się klasyczna konwencja tej odmiany. Rozszerza się wachlarz podejmowanych tematów, na plan dalszy schodzi motyw podróży pozaziemskich. Rzeczy niezwykłe są odarte ze swej nadzwyczajności, stają się zjawiskiem normalnym(np. urządzenia techniczne, loty w kosmos). Częściej pojawia się motyw defektu maszyn, a w związku z planem ideowym rodzi się sceptycyzm i brak zaufania do wszechpotężnej techniki przyszłości. Charakterystyczne dla tego okresu jest zwrot ku człowiekowi, problemom humanistycznym, dylematom etycznym.
Fantastyka ostatniego piętnastolecia w swych dokonaniach i przedsięwzięciach jest wyrazem zawodu wobec klasycznej wersji science fiction, która nie jest w stanie udźwignąć ważkich problemów współczesności. Poszukiwanie, więc nowych środków wyrazu, odchodzenie od dawniejszych schematów konstrukcyjnych prowadzi do subiektywizacji narracji, zagęszczenia języka, niekiedy silnie metaforyzowanego, do ujęć symbolicznych oraz do rozbicia tradycyjnej kompozycji fabularnej i operowania różnymi punktami widzenia, co przywodzi na myśl na nowo odkrywanie osiągnięcia prozy modernistycznej. Zachwianiu ulega również system motywacyjny wypracowany przez fantastykę naukową, co sprawia, że zbliża się ona niekiedy do fantastyki baśniowej, a niekiedy nawet do fantasy. W najnowszej fantastyce w pełni dochodzą do głosu niepokoje współczesności rzutowane na tło przyszłego świata. Utwory zaczynają przypominać alegoryczne obrazy . Temat przyszłości stanowi jedyni pretekst malowania koszmarnych wizji, ostrzegających przed wyalienowaniem się udoskonalonych systemów zarządzania organizujących życie społeczeństwa i jednocześnie zniewalających jednostkę.