Тяжелая научная фантастика, или «точная научная фантастика», характеризуется пристальным вниманием к точным деталям в количественных науках, особенно физике, астрофизике и химии, или к точному изображению миров, которые могут сделать возможными более продвинутые технологии.
Эти науки очень важны в Hard SF: физика, астрофизика и химия. Кроме того, Hard SF может показать миры, которые могут сделать возможными более продвинутые технологии.