Требования читателей XX века гораздо более высоки. Во многих случаях он ищет в фантастических произведениях четко проработанную научную основу, логически непогрешимую модель необычайного. Это стремление сочетать логику и фантастику выливается, в конечном счете, в проектирование миров и целых вселенных с необычными физико-химическими свойствами, удивительной биологией и сложной, иногда шокирующей читателя, социальной структурой. Несмотря на всю необычайность, вычурность этих миров, они логически непротиворечивы в рамках принятых их создателями постулатов, Эти искусственные фантастические конструкции часто настолько сложны, что их невозможно описать в рамках одного романа; и тогда возникают сериалы: Фрэнка Герберта — о планете Дюна; Фармера — о Речном Мире; Стругацких — о цивилизаторской миссии Земли; Азимова — об истории галактического человечества; Лема — о необычайных формах внеземного разума и проблеме контакта; Фрэнсиса Карсака и Сергея Снегова — о содружестве разумных существ в борьбе с «космическим злом». Появляются произведения, в которых на основе вполне разумных физико-химических допущений конструируется биология и социология целого планетарного сообщества — «Экспедиция „Тяготение“» и «Огненный цикл» Хола Клемента, «На запад от Эдема» Гаррисона, «Сами боги» Азимова.

Подобная трансформация жанра в сторону усложнения и логической проработки сюжета и коллизий является следствием накопления позитивного знания и отражает еще одну внутреннюю, опосредованную связь с процессом развития естествознания.

Ряд традиционных фантастических сюжетов связан с тайнами истории, археологии, географии, палеонтологии, этнографии и т. д. Эти сюжеты можно классифицировать следующим образом:

1. Палеонтология с пришельцами из космоса.

2. Атлантида.

3. Реликтовые животные (снежный человек, лохнесское чудовище и т. п.), загадка исчезновения динозавров.

4. Поиски таинственных земель в Африке, Южной Америке, Азии, Океании. Поиски «теплых земель» на севере Сибири. Исследование мира, расположенного в полом центре Земли.