ماشین زمان یک مفهوم خیالی است که در داستانهای علمیتخیلی و برخی نظریات فیزیکی به کار میرود. این دستگاه فرضی قادر است انسانها یا اشیاء را به گذشته یا آینده منتقل کند. به عبارت دیگر، ماشین زمان وسیلهای است که به فرد امکان میدهد تا از محدودیتهای زمانی عبور کند و در زمان جابجا شود.
در دنیای علمیتخیلی، ماشین زمان معمولاً به شکل یک دستگاه یا وسیله قابل حمل (مثل یک وسیله نقلیه یا جعبه خاص) تصویر میشود. مشهورترین تصویر از ماشین زمان در آثار ادبی به ویژه در کتاب "ماشین زمان" (The Time Machine) نوشته هربرت جورج ولز (H.G. Wells) آمده است، که داستان مردی را روایت میکند که با استفاده از یک دستگاه قادر به سفر در زمان است.
در فیزیک، سفر در زمان یکی از موضوعات بحثبرانگیز است. برخی نظریات مانند نسبیت عام اینشتین نشان میدهند که ممکن است در شرایط خاصی سفر در زمان امکانپذیر باشد، اما تا کنون هیچ شواهد علمی مبنی بر ساخت ماشین زمان یا سفر در زمان در دنیای واقعی وجود ندارد.