В произведениях Беляева нет выдумки ради выдумки, приключения ради самого приключения. Неуемная фантазия писателя заставляла задуматься над важнейшими научными и социальными проблемами. Он умел соединить науку и жизнь, настоящее и будущее, фантастику и реальность. Недаром основной задачей фантастики писатель считал пропаганду науки и техники. Фантастическая литература должна расширять научные знания, привлекать к новейшим проблемам интерес читателей, и молодежи в первую очередь. А цель эта будет достигнута только в том случае, если научные сведения, подаваемые читателю, «будут доброкачественными». «Надо раз навсегда покончить с пустым фантазированием, высасыванием из пальца, голыми, выдуманными схемами и затасканными трафаретами». «Писатель, работающий в области научной фантастики, должен быть сам так научно образован, чтобы он смог не только понять, над чем работает ученый», ко своей фантазией «натолкнуть ученого на новую плодотворную идею». В 1934 году Беляев встретился в Ленинграде с Гербертом Уэллсом. Высоко оценив романы «Голова профессора Доуэля» и «Человек-амфибия», Уэллс отметил их отличие от книг западных писателей. С горечью он сказал: «В современной научно-фантастической литературе на Западе невероятно много фантастики и столь же невероятно мало науки».
Беляев не только обладал поразительной эрудицией в разных областях знаний, но и особым умением видеть жизнь. Даже самые обычные явления под его пером становились удивительными и значительными. Произведения писателя написаны живо и увлекательно, пером настоящего мастера. С горечью замечал он, что фантастические произведения его времени «сводились на степень занимательной науки», «фабульная художественная сторона находилась в забвении». Необходимым условием научной фантастики писатель считал ее художественность. «Во многих рассказах Уэллса научное описание занимает всего два десятка строк, все остальное — художественное изображение событий. И действенность научной идеи от этого только выигрывает». Произведениям Беляева присущи острый сюжет, динамика повествования, увлекательность. Вместе с тем даже типично приключенческие повести, кроме занимательной канвы, несут в себе богатый познавательный материал. В «Острове погибших кораблей» (1926–1927) он описывает грандиозное кладбище кораблей в Саргассовом море, куда течением прибивало яхты и каравеллы, парусники и пароходы. Повесть читается с неослабевающим интересом еще и потому, что до сих пор тайна Саргассова моря и Бермудских островов не раскрыта и продолжает обрастать множеством самых различных версий и гипотез.
Не мог Беляев пройти и мимо истории таинственной Атлантиды. По преданию, некогда существовавший в Атлантическом океане огромный остров, населенный могучим
и культурным племенем атлантов, вследствие страшного землетрясения бесследно исчез, погрузившись в океан. Опираясь на различные научные гипотезы об Атлантиде, Беляев силой своей фантазии воссоздает картины жизни огромной рабовладельческой империи, с ее бытом и нравами, бесправием рабов и властью царей и жрецов. Приключения одного из вождей восстания, раба Адиширны-Гуанча, талантливого создателя золотых садов, его любовь к царской дочери Сели, страшные картины гибели в морской пучине целого материка, с его людьми, своеобразной и богатой культурой, его городами и храмами описано с большим драматизмом. Единственный уцелевший старик атлант рассказывает жителям холодного и сурового севера о золотом веке, когда люди жили в прекрасных садах, счастливо и долго, о героических битвах и гибели целого народа. Он учит людей, живущих на уровне каменного века, обрабатывать землю, добывать огонь, заниматься ремеслами. Так передаются знания из поколения в поколение. «Люди слушали эти рассказы с захватывающим любопытством детей, передавали друг другу… берегли как священное предание». Повесть Беляева рассказывала о прошлом так же увлекательно и живо, как и о будущем, покоряя смелостью фантазии, будя воображение и желание познать неведомое. «Научную фантастику нельзя превращать в скучную научно-популярную книжку, в научно-литературный недоносок. Научно-фантастический роман, рассказ должны быть полноправными художественными произведениями», — считал он. Такими и были его книги.