Eine Zeitmaschine ist eine fiktive Maschine zur Durchführung von Zeitreisen. Derartige Maschinen, die ein beliebiges Vor- und Zurückbewegen in der Zeit erlauben sollen, sind Fiktionen: Zwar sind unter Ausnutzung der Zeitdilatation Zeitreisen in die Zukunft nach heutigem Wissen machbar, doch die Konstruktion einer Maschine, die eine Reise in die Vergangenheit vollbringt, ist nach heutigem Kenntnisstand nicht möglich. Eine andere Idee ist es, dass eine fiktive Maschine ein Portal auf zwei verschiedene Zeitebenen erzeugen kann. In der TV-Serie Time Tunnel wurde diese Idee als „transferieren in eine andere Zeit“ bezeichnet.
Zeitmaschinen sind ein beliebtes Thema der Science-Fiction. Ernsthaft beschäftigt besonders die Quantenphysik u. a. auf Grundlage von Albert Einsteins Annahmen einer änderbaren Raumzeit und neuerer Erkenntnisse zu reduzierten spontanen Materiebildungen neben großen Massen lediglich mit der Übermittlung von ‚Informationen‘ in die Vergangenheit.[1] Aber auch diese Experimente erscheinen aufgrund der Gegebenheiten (hoher Energiebedarf, große Dimension) in naher Zukunft nicht realisierbar.
Zeitmaschinen sind häufig auch Ausgangspunkt für Alternativweltgeschichten. Dadurch, dass ein Zeitreisender die Vergangenheit ändert, entwickelt sich die Geschichte anders als überliefert, und eine parallele Geschichte entsteht.