Film fantastycznonaukowy (ang. science fiction film; sci-fi), in. film SF – zaliczany do fantastyki gatunek filmowy, który używa motywów opierających się bezpośrednio na dorobku nauki (choć niekoniecznie jej głównego nurtu), lecz często rozwija je w kierunkach nieortodoksyjnych. Najczęściej pojawiające się tematy to życie na innych planetach, podróże w czasie, nadnaturalne zdolności ludzkiego ciała i umysłu i wiele innych. Często łączą się z elementami futurystycznymi, takimi jak roboty, cyborgi, statki kosmiczne, podróże międzygwiezdne i wysoko rozwinięta technologia, a także z problemami społecznymi i politycznymi. Rozwijana bywa również filozoficzna refleksja nad istotą człowieczeństwa.

Źródła gatunku związane są z samymi początkami kina niemego i filmem Podróż na Księżyc (1902) Georges’a Mélièsa, twórcy słynącego z manipulowania taśmą filmową, pioniera efektów specjalnych. Kamieniem milowym było niemieckie Metropolis (1927) Fritza Langa, ekspresjonistyczna dystopia o mieście przyszłości. Aż do lat 60. produkcje filmowe ograniczały się do niskobudżetowych filmów klasy B, aż wreszcie w 1968 roku Stanley Kubrick Odyseją kosmiczną 2001 wprowadził film SF na nowy tor. Od lat 70., dzięki rozwojowi techniki filmowej, wysokobudżetowe produkcje pełne najnowocześniejszych efektów specjalnych zyskiwały coraz wielką popularność, zwłaszcza po sukcesie Gwiezdnych wojen w 1977 roku. Film fantastycznonaukowy jest jednym z gatunków przyciągających do kin rekordową liczbę widzów.