Hard science fiction onderscheidt zich door verhalen te baseren op geloofwaardige wetenschappelijke fundamenten. Geavanceerde technologie komt voor, maar blijft meestal slechts bescheiden voorbij bestaande mogelijkheden. Snellere-dan-lichtreizen en grootschalige ruimtegevechten blijven afwezig, terwijl scheikunde, astrofysica, biologie en sociale wetenschappen vaak centraal staan met input van echte experts.
Ex Machina (2014) schetst een dystopische visie op synthetische ai die snel opgang maakt in de samenleving. Een programmeur test een humanoïde robot die menselijk uiterlijk en gedrag nabootst en beoordeelt diens vermogen tot echt denken en voelen. Het verhaal onderzoekt de ethiek van het creëren van kunstmatig leven en blijft daarbij geworteld in fysica en informatica, waardoor het een geloofwaardig toekomstscenario presenteert.
Gebaseerd op de roman van Andy Weir volgt The Martian (2015) astronaut Mark Watney, gespeeld door Matt Damon, die na een stofstorm alleen achterblijft op Mars als zijn bemanning vertrekt. De film belicht het gebrek aan water, zuurstof en beschutting op de planeet en benadrukt de wetenschappelijke realiteit die overleving vrijwel onmogelijk maakt, waardoor het verhaal draait om vindingrijkheid onder extreme omstandigheden.
De Japanse anime Ghost in the Shell uit 1995 draait om een hacker die bekendstaat als de Puppet Master en de controle overneemt over stadssystemen. Een cyborgagent achtervolgt de dreiging. Het verhaal duikt in informatica en programmeren naast de cyberpunkelementen en blijft toegankelijk, ook voor kijkers die nieuw zijn met anime.
Project Hail Mary uit 2026 heeft Ryan Gosling in de hoofdrol als een leraar die aan boord van een ruimteschip ontwaakt zonder herinnering aan zijn missie. Hij probeert een mysterieuze substantie te stoppen die de zon bedreigt. De film legt de nadruk op berekeningen en vergelijkingen die geworteld zijn in degelijke wiskunde en fysica wanneer personages met problemen worden geconfronteerd.
Children of Men (2006) toont een onverklaarbare wereldwijde golf van onvruchtbaarheid die de mensheid naar uitsterven drijft en politieke en economische neergang veroorzaakt. Het verhaal speelt zich af in 2027 met technologie die overeenkomt met het heden en richt zich op de sociologische en bestuurlijke gevolgen in plaats van geavanceerde gadgets, met één zwangere vrouw als zeldzame hoop in het middelpunt.
Moon (2009) volgt een astronaut die bijna aan het einde van een driejarige missie op de maan zit. Vergezeld door een ai-assistent ontdekt hij een grondstof die de energiecrisis op aarde zou kunnen verlichten, maar hij stuit op zijn eigen duplicaat. De film behandelt scheikunde en astrofysica en gebruikt technologie die dicht bij de huidige mogelijkheden ligt.
Christopher Nolans Interstellar (2014) stuurt een astronaut door een wormhole om een nieuwe bewoonbare wereld te vinden terwijl de aarde achteruitgaat. De film toont ongebruikelijke planeten en verklaart hun omstandigheden, waaronder een oceaanwereld waar de tijd veel langzamer verloopt dan op aarde, en benadrukt de mechanica van de ruimte.
Gebaseerd op de novelle van Ted Chiang volgt Arrival (2016) linguïst Louise Banks, gespeeld door Amy Adams, die wordt ingezet om de taal te ontcijferen van niet-vijandige aliens die op aarde zijn geland. Het verhaal volgt haar studie van hun schrijfsysteem en de daaruit voortvloeiende verschuivingen in waarneming, met een mix van mysterie en emotionele diepgang.
Jurassic Park (1993) toont wetenschappers die fossiel dna gebruiken om dinosauriërs tot leven te wekken voor een pretpark. Het verhaal draait om genetica en biologie wanneer de wezens uit hun verblijf ontsnappen. Het speelt zich af in een hedendaagse wereld in plaats van een verre toekomst en blijft decennia later een toonbeeld van het subgenre.
Stanley Kubricks 2001: A Space Odyssey (1968) volgt een missie naar Jupiter nadat een artefact op de maan is ontdekt. Een ai genaamd HAL bestuurt het ruimtevaartuig. De film bevat geavanceerde maar plausibele technologie en blijft het genre bijna zestig jaar na release beïnvloeden.