Em ficção científica, o paradoxo temporal é um fenômeno derivado das viagens no tempo para o passado. Quando o viajante do tempo vai para o passado, sua presença perturbadora, na maioria das vezes, gera resultados logicamente impossíveis, ou seja, um paradoxo.
Um clássico exemplo é o paradoxo da causa e efeito: se o viajante altera algum evento passado com o objetivo de mudar o futuro, assim que o fizesse deixaria de existir o motivo original e consequentemente a própria viagem. O motivo da viagem é a sua causa, se ele desaparecer, a viagem, que é seu efeito, também desaparece. Os autores de ficção buscam resolver os paradoxos admitindo a coexistência de universos paralelos possibilitando que as alterações nos fatos passados possam gerar futuros alternativos.