À l'époque (1942) où il publie ses deux premiers romans fantastiques, Barjavel fait figure de précurseur dans le désert qu'est alors la science-fiction française. La science-fiction américaine ne débarquera en effet massivement qu'après 1945, et encore faudra-t-il de longues années avant que des noms comme Isaac Asimov, Clifford D. Simak ou même l'ancêtre H. P. Lovecraft soient connus de plus que quelques amateurs.
Et c'est un peu a posteriori que l'on rattache les premiers romans de Barjavel (Le Voyageur imprudent et Ravage), au genre de la science-fiction : le terme n'est pas encore utilisé en France ; on parle plutôt de « roman scientifique » chez Jules Verne, de « roman d'anticipation » pour J.-H. Rosny aîné ou Albert Robida ou encore de « roman extraordinaire » chez Barjavel, mais pas encore de science-fiction : ce terme, anglo-saxon, ne s'imposera que plus tard. Et de surcroît, dans ses deux romans écrits et publiés dans un Hexagone alors coupé du monde anglophone, Barjavel ne fait intervenir ni extra-terrestres répugnants, ni robots psychopathes, ni voyages spatiaux, ni mutants. Mais il y développe déjà des idées typiques du déferlement des années 1950 : apocalypse, fin du monde, voyage dans le temps, retour à la barbarie et autres catastrophes imputables à une technologie aliénante ou malicieusement utilisée.
Barjavel, bien que se démarquant de la littérature de l'époque par ses thèmes fantastiques, est aussi un écrivain de son temps. On a parfois voulu discerner dans Ravage (1943) un écho de l'idée pétainiste du retour à la terre et de la méfiance envers l'urbanisation d'une France encore majoritairement rurale. Barjavel se verra à cet égard reprocher sa signature dans différents journaux de la collaboration tels Je suis partout et Gringoire. Il abandonnera néanmoins rapidement cette veine collaborationniste suite au succès de Ravage. Il y décrit, avec un sens aigu de la satire, une civilisation technologique du XXIe siècle — l'action se situe en 2052 — ramenée au Néolithique par la disparition soudaine de l'électricité, qui brutalement met fin au machinisme. Une effroyable décomposition sociale s'ensuit, où la brutalité et la loi du plus fort resurgissent dans les mégapoles en proies aux flammes et à la famine.
Si Barjavel semble nettement se méfier du progrès (notamment dans la scène finale, où le nouveau roi d'un monde revenu techniquement au Moyen Âge agricole fulmine contre le réinventeur d'une machine à vapeur pourtant très primitive), ces inquiétudes étaient très présentes à l'époque (cf. La France contre les robots, de Georges Bernanos), ou encore René Guénon, dont Barjavel faisait grand cas : l'influence de La Crise du monde moderne sur Ravage est évidente (la catastrophe qui y est décrite est une « version plausible » de celle qui, selon Guénon, est censée sanctionner la folie du monde matérialiste moderne). La suite de son œuvre a pourtant montré qu'il n'était pas opposé au progrès, à tel point que cette scène peut également passer pour une satire de l'obscurantisme. On peut aussi y voir les regrets d'un homme de la terre devant l'exode rural qui allait s'intensifier jusque dans les années 1970 et transformer la société française de manière irréversible : Ravage n'est-il pas dédié par l'auteur « à mes grands-pères paysans » ?
Le Voyageur imprudent est bien moins « engagé », c'est un chef-d'œuvre de fantaisie pure et de cruauté humoristique qui précède en outre les années 1950 dans l'exposition de ce que l'on appelle le « paradoxe temporel ». On oublie en outre souvent que les deux œuvres sont liées, le monde futur très lointain que visite le voyageur du temps étant la suite de la catastrophe de 2052. Barjavel y expose une vision « biologique » de l'avenir de l'humanité, amusante et délirante illustration des thèses évolutionnistes, son voyage en l'an 100 000 n'étant pas, à cet égard, sans rappeler l'an 802 701 du H. G. Wells de La Machine à explorer le temps.
Avec Le Diable l'emporte (1948), Barjavel aborde la question alors très actuelle de la Troisième Guerre mondiale (on est en pleine guerre froide). Ce thème sera l'un des favoris de la SF américaine de l'après-guerre (Dr. Bloodmoney, de Philip K. Dick, Le Lendemain de la Machine, de Rayer, Je suis une légende, de Richard Matheson, etc.). Mais là encore l'humour noir le plus cruel épice le genre de l'anticipation, et les moyens que l'humanité emploie pour s'autodétruire sont loin de se limiter aux armes nucléaires. Barjavel ne manque pas, à travers l'absurde robotisation du « civilisé inconnu » ou les dérapages de l'agriculture industrielle (la poule géante dévorant un stade de football), de se moquer avec cruauté des dérives de la manipulation du vivant.
Barjavel ira jusqu’à envisager que l'humanité s'est dotée de la bombe atomique par instinct malthusien de limitation de l'explosion démographique, thèse exposée dans La Faim du tigre sur un ton philosophique voltairien à l'humour dévastateur.
Les années 1960 verront Barjavel très en phase, plus ou moins consciemment, avec les idées de Mai 68 (Les Chemins de Katmandou) qu'il évoque même avant qu'elles ne s'expriment, dans la poignante Nuit des temps (où le thème de la guerre totale est de nouveau exploité), ainsi que dans Le Grand Secret, où l'on découvre un Barjavel nettement favorable à la libération sexuelle et plutôt libertaire. Il est aussi l'un des rares auteurs de science-fiction (avec Arthur C. Clarke dans La Cité et les Astres) à avoir traité de manière approfondie et spéculative le thème de l'immortalité.
Dans Lettre ouverte aux vivants qui veulent le rester, Barjavel prend clairement position contre le nucléaire civil.
Néanmoins, Barjavel ne peut être classé politiquement, on peut même dire — les rapports entre la Russe Leonova et l'Américain Hoover dans La Nuit des temps l'illustrent — qu'il est apolitique.