Произведения Беляева — это фантастические истории, поражающие смелостью воображения. В них действуют сильные, мужественные, честные люди, одержимые мечтой, которую они претворяют в жизнь. Книги писателя захватывают романтикой и раскрывающимися в них невиданными возможностями человеческого разума.
Беляев начинает свое творчество с коротких рассказов. Важнейшим открытиям в области техники и медицины посвятил писатель серию фантастических рассказов об изобретениях профессора Вагнера. Это полушутливые новеллы-сказки, герой которых наделен волшебной властью над природой. Доктор Вагнер — необыкновенный человек, победивший усталость, научившийся смотреть каждым глазом отдельно, писать двумя руками сразу, проходить сквозь стены («Гость из книжного шкафа», «Ковер-самолет», «Хойти-Тойти», «Человек, который не спит»). И вся деятельность Вагнера всегда направлена только на благо людям.
Специфическая особенность фантастики Беляева в том, что она не беспочвенна, не построена на чистой выдумке, а всегда опирается на научную основу. При этом писатель обладал редким даром предвидения. Внимательно следя за развитием молодой советской науки и техники, он умел схватить то, что только смутно угадывалось. Силой своей фантазии он рисовал будущее, предвидел возможность новых открытий, новых достижений. Недаром Беляева часто называют «советским Жюлем Верном». Писателей роднит энциклопедическая разносторонность знаний и прозорливое предвидение. Успехи в области биологии, физики, кибернетики, медицины, завоевание космоса сделали многие мечты Беляева реальностью. Можно лишь удивляться тому, что еще в 20—30-е годы, на заре зарождения советской науки, он писал об освоении человеком космоса и огромных просторов океанских глубин, о сверхскоростных самолетах и о пересадке живых органов человека.
В 1925 году Беляев создает научно-фантастический рассказ «Голова профессора Доуэля» (переработанный в 1937 году в роман), принесший писателю известность. Произведение было посвящено проблеме оживления органов, отделенных от человеческого тела, — проблеме, которая тогда считалась поистине фантастической и стала реальной в медицине лишь много лет спустя. В то время мысль об оживлении мозга, отделенного от тела, казалась невозможной. Однако произведение привлекло к себе внимание ученых, вызвало ожесточенные споры, и Беляев с удовлетворением писал: «Привлечь внимание к большой проблеме — это важнее, чем сообщить ворох готовых научных сведений. Толкнуть же на самостоятельную научную работу — это лучшее и большее, что может сделать научно-фантастическое произведение» («О Моих работах»). В наши дни созданы искусственные легкие, почки, проводятся сложные операции по пересадке сердца, возникла новая отрасль науки — микрохирургия, осуществляющая сшивание сосудов, и тем самым оказалось возможным приживление отторгнутых пальцев, рук, ног. Идет дискуссия о пересадке мозга. Известный хирург академик Н. М. Амосов поставил кибернетику на службу хирургии. Романтика мечты превратилась в романтику великих свершений. Беляев предвидел и те моральные и глубоко социальные проблемы, которые неизбежно возникнут в связи с опытами по пересадке органов одного человека другому, как бы заблаговременно поставив их на обсуждение общественности. В основе романа лежала оптимистическая идея — идея бессмертия человеческого разума.
