一、外祖母悖论
外祖母悖论是科幻届人人耳熟能详的理论之一，它的提出者是著名科学家爱因斯坦，这一理论是在“狭义相对论”即“一个人的运动速度能超过光速，那么他就能穿越时间回到过去。”之后所延伸的。在“狭义相对论”的基础之上，如果一个人成功穿越到过去，并杀死了自己的外祖母。那么没有了外祖母，怎么会有“穿越时间杀死外祖母的自己”？这就是著名的外祖母悖论。
在这之后，众多科学家为了解决这一悖论，提出了众多理论假说，最著名的就是“薛定谔的猫”理论。由此物理学又被引向了多重时间流之中。
运用外祖母悖论的代表电影：《蝴蝶效应》、《终结者》系列
二、薛定谔的猫
这个理论因其实验过程的浅显易懂，而被大众所熟知。该理论的提出者是奥地利物理学家薛定谔，初衷是为了证明平行宇宙和时间线多种可能，以此解决爱因斯坦的外祖母悖论。整个实验过程可以浓缩为：“猫被关在装有放射物质的盒子里，打开盒子，装置会启动杀死猫。那么我们探究猫是死是活的问题时就出现了问题。猫处于生死混合状态，我们每个选择，就会导致一种必然结果。”
而正因为这一理论在时间线选择和平行宇宙中具有奠基作用，因此被众多的相关题材的电影使用，主要代表电影有：《蝴蝶效应》、《源代码》、《彗星来的那一夜》
三、彭罗斯阶梯
提出者是数学家罗杰斯?彭罗斯，彭罗斯阶梯属于几何学的一个悖论，特性是始终向上或向下但却无限循环，在这一阶梯上行走时不会上升会下降，找不到最高或最低点，而这一结构在三维空间是无法实现的。本质上是“不可能图形”的二维变量。
主要代表影视：《盗梦空间》
四、莫比乌斯带
莫比乌斯带是由数学家莫比乌斯和约翰·李斯丁所发现的，现如今这个结构多用于解释空间维度理论。莫比乌斯带的原理是：普通纸带具有两个面（即双侧曲面），通过裁剪和粘接，使其只有一个面（即单侧曲面），这种纸带就被称为“莫比乌斯带”（也就是说，它的曲面只有一个）。在这个带上跨越整个曲面但不用穿过边缘。
代表影视作品：《恐怖游轮》
五、翘曲飞行
翘曲飞行理论是爱因斯坦提出的，是实现瞬间远距离移动的一种手段。但其中涉及到维度理论，以目前的科技水平根本无法实现。简单来说，就是让处在三维空间的人通过某种方式到达四维，在四维中实现空间上的移动，因为四维空间中时间是可控的，所以从三维来看就象是实现了瞬间移动。
代表影视作品：《星际迷航》
六、平行宇宙
平行宇宙理论是由物理学家休·埃弗雷特提出的，他认为，从量子学上看，物质具有双重矛盾性质。即同时具有生/死、静/动……，同样，宇宙具有相同性质，所以存在高一维度的平行时空。这一理论给时间旅行带来了障碍和思考，因为其时间流的性质改变，极有可能会导致“旅行者”进入平行的另一宇宙。这引起了物理学界近百年的激烈讨论。
代表作品：《平行宇宙》《源代码》