时间悖论通常是指因时间旅行或穿梭时空而导致的逻辑上可以推导出互相矛盾的结论，同时假定两个或更多不能同时成立的前提，是一切悖论问题的共同特征。
时间悖论最早是在科幻小说中提到的。这个悖论的必要前提是：人类可以随心所欲的控制三维空间之后的“第四维”——时间，能够穿梭到过去或将来。
就严肃的物理学理论而言，的确存在不违背已知的物理法则改变时间的可能性。但更多的只是一种科学幻想。为了解决“时间悖论”，也有多种假设，比如比较盛行的“平行宇宙”假说，认为我们的这个世界在宇宙中还有许多相似的“克隆世界”，当某人回到过去时，他就进入了另一个平行世界（即未来因为他的行动已经改变的世界）[2]也可能是在主世界造就了其他很多的副世界，而副世界由于在某一刻（可能是你自己回到过去的一瞬间）而出现坍塌从而消失，也可能是维持原来的样子不变，但各个世界的规律和情况可能不会相同。
A回到过去，在A的父亲出生前杀害了A的祖父。既然A的祖父已死，就不会有A的父亲；没有A的父亲，也不会有A。既然A不存在，就不可能回到过去，杀死A的祖父。
时间是一条发展中的线，你所做任何事情都存在因果关系。按照例1，当你第一次想要穿越回过去杀掉你的祖父，到这里是合理的。在你成功杀掉你的祖父之后，在你祖父死的那一刻，与你祖父有关的任何事情都会发生改变，你祖父认识的人，和与你祖父认识的人的好友或亲戚都将不存在，那么根据蝴蝶效应，这个世界也会因为你杀了你的祖父而消失。
某人到达未来，得知将发生不幸结果A。他回到现实做出了避免导致结果的行动，发生结果B。那么结果A在未来根本没有发生，他就不可能得知结果A。
A回到过去，尝试避免B的车祸，谁知却是A的劝告令B执意驾车，继而发生车祸。此悖论与自我实现预言相似。